「ブロック機能」のリニューアルについて

回路において途中で接地した場合にどのような電荷の流れになるのか
いまいち理解できていないのでアドバイスをお願いします。

図aの場合、
電源電圧12V、抵抗がそれぞれ3Ωなのでこの回路に流れる電流は
2Aだと思います。

図bの場合、
それぞれの抵抗の間で接地しているので、
電流は接地した矢印の方向に全て流れて下の抵抗に流れてこないと思うので
下の抵抗の電圧(降下?)は0Vということで良いのでしょうか?

「接地した場合の電荷の流れについて」の質問画像
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A 回答 (11件中1~10件)

電流は、「電位差」によって流れます。



「接地」は、単に基準の電位を「ゼロ」にするだけで、「電位差」には何の影響も与えません。

図aは、いかにも「下端」がゼロのように見えますが、ゼロ点はありません。「図の下端」を基準電位 V0 にすれば、電池の負極側は「V0 (V)」、電池の正極側は「V0 + 12 (V)」、抵抗の中間点が「V0 + 6 (V)」になります。「V0」は任意の値でよいです。

図bも、同様に「図の下端」を電位 V0 として、電池の負極側は「V0 (V)」、電池の正極側は「V0 + 12 (V)」、抵抗の中間点が「V0 + 6 (V)」になります。このとき、抵抗の中間点が「V0 + 6 (V)」が接地されるので、「V0 = -6 (V)」となります。

ただそれだけのことです。

質問者さんの考え方の場合、

>図bの場合、
>それぞれの抵抗の間で接地しているので、
>電流は接地した矢印の方向に全て流れて下の抵抗に流れてこないと思うので
>下の抵抗の電圧(降下?)は0Vということで良いのでしょうか?

とのことですが、図の下端の電位はいくつになりますか? 下側の抵抗3Ωに電流が流れなければ「0 (V)」ですか?
だとすると、電池の正極は「+12 (V)」、上の抵抗3Ωには「4 (A)」の電流が流れる。
電池からは、電流が流れ出る一方で、電流ループが形成されませんが、電子が不足しませんか?
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
>図bも、同様に「図の下端」を電位 V0 として、電池の負極側は「V0 (V)」、電池の正極側は「V0 + 12 (V)」、
>抵抗の中間点が「V0 + 6 (V)」になります。このとき、抵抗の中間点が「V0 + 6 (V)」が接地されるので、「V0 = -6 (V)」となります。
なるほど、たしかに中間を0にしたところでいずれにしても上から下まで12V の差はありますね。

お礼日時:2015/11/26 01:00

No


接地点から電流が流れ込みますので、結果は変わりません。
接地点の電位を0Vと評価しますので、電池陰極の電位は-6Vになります
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
へえ流れ込むんですか。
いずれにしろ結果は変わらないということですね。

お礼日時:2015/11/26 23:52

回答NO.8です。

回答へのお礼の欄の下記質問にお答えします。

>ただ図Bの場合、
>>接地間の抵抗はゼロなので
>ということなのですが、たしかに本当に抵抗が0ならば図Aと全く同じと見なすことができると思いますが、
>そこに数Ωでもあるならばその抵抗の分、電流が弱くなるので(I=12/(3Ω+数Ω+3Ω))図Aと等価にはならないかと。。
>No.7やNo.9でtknakamuriさんがアース抵抗はいくらかあると仰っているので
>図Bの場合でも接地間には電流の流れを妨げる抵抗があるのではないのでしょうか?
>本当に接地間の抵抗は0(あるいはほとんど0のような微々たるもの)なのでしょうか?

回答>>回路図上での接地と実際の接地を混同されてるようです。回路図上では接地間はゼロΩとみなします。
また、図(B)では接地場所を離して回路図を書いてありますが回路図上ですので当然、接地間はゼロΩです。また、この場合、回路図は(A)で実際には接地間は離れてませんから、当然ゼロΩです。
また、もし、接地間の抵抗が問題になるケースでは必ず地面の低効率(Ω・cm)が明記されてなければなりません。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど、そういうことだったんですね。
了解しました。

お礼日時:2015/11/26 23:48

>土壌の抵抗率は金属に比べると段違いに大きい



金属の抵抗率は土壌のおよそ10億分の一ですが
土壌は体積が圧倒的に大きく、アース抵抗は
それほど大きな値にはなりません。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど、たしかに抵抗は面積が大きくなれば小さくなりますね。

お礼日時:2015/11/26 15:21

添付した図cを見てください。



 電流は12V電池の中も同じIの電流が流れます。そして電池のマイナス側に流れ込む電流も当然Iの電流が流れます。結局電池のプラス側から流れ出た電流は2本の3Ωの抵抗を通ってマイナス側に戻ってきます。電池の+側から流れ出た電流と同じ量の電流がー側へ戻らないことはあり得ません。
 添付した図の(B)を見てください。接地が図のように離れていれば接地間にも電流Iが流れますが接地間の抵抗はゼロなので結局図(A)と同じことになりますので設置に対しては電流は流れないことが分かります。
「接地した場合の電荷の流れについて」の回答画像8
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
図のおかけでなんとなくイメージすることができました。
ありがとうございます。
ただ図Bの場合、
>接地間の抵抗はゼロなので
ということなのですが、たしかに本当に抵抗が0ならば図Aと全く同じと見なすことができると思いますが、
そこに数Ωでもあるならばその抵抗の分、電流が弱くなるので(I=12/(3Ω+数Ω+3Ω))図Aと等価にはならないかと。。
No.7やNo.9でtknakamuriさんがアース抵抗はいくらかあると仰っているので
図Bの場合でも接地間には電流の流れを妨げる抵抗があるのではないのでしょうか?
本当に接地間の抵抗は0(あるいはほとんど0のような微々たるもの)なのでしょうか?

お礼日時:2015/11/26 15:11

>まだ接地側の抵抗の大きさが



家庭のアースなら大体教十Ωくらい。
でも岩盤が露出しているような山地では
1KΩを越えることも。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど、そんなに大きくはないけどもある程度の大きさはあるわけですね。
参考になりました。

お礼日時:2015/11/26 14:54

変わらない。


電流(電荷)は閉回路にならないと流れないからだ。
もう一箇所アースに落ちる(落とす)配線がなければ回路上の電流の値は変わらないということ。

帯電はするかもしれない。
いわゆるコンデンサということ。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
もう一箇所アースに落とす配線があったとしても接地側の抵抗が無限大に大きければ
回路上の電流の値はほとんど変わらないですよね?
まだ接地側の抵抗の大きさがいまいち分かっていないのですが・・(汗)

お礼日時:2015/11/26 01:20

そのような電流の流れがあれば、回路はアースに対して負に帯電


してゆきます。

負に帯電すれば、回路はアースから電流を吸い込みます。

つまり、結局、アースに対して定常的に電流が流れることは
ないのです。

図bの場合も、アースは無いものとして、扱って下さい。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
たしかにアースに向かって1本の線があるだけで
そこから回路になっていないですね。

お礼日時:2015/11/26 01:11

図bの場合、電池の上側の電位がアースに対して+6V,電池の下側の電位がアースに対して-6Vになります。


アースの有無は電池の両端間の電圧には関係しません。

抵抗に流れる電流は図aと図bでは変化しません。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど
>アースの有無は電池の両端間の電圧には関係しません。
とあるのですが、よく接地をしてる回路の問題などを見かけるのですが、
接地をすることのメリットみたいなのはあるのでしょうか?
この図の場合はaもbも流れる電流の方向、大きさは全くと言っていいほど変わらないのですから
回路としてはどちらでも良いという見方ができますよね?

お礼日時:2015/11/26 00:42

>電流は接地した矢印の方向に全て流れて下の抵抗に流れてこないと思うので


下の抵抗の電圧(降下?)は0Vということで良いのでしょうか?

ノー。
接地の場合も接地抵抗があります。
並列に並べた合成抵抗は
『1/R=1/3Ω+ 1/接地抵抗』で計算します。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
No1のお礼でも書いたのですが、接地抵抗が仮に無限大に大きいのなら
合成抵抗R≒3ですよね?

お礼日時:2015/11/26 00:31

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