電気の勉強をしています。 まだ初級編を始めたばっかでつまずいています。 オームの法則について教えてく

電気の勉強をしています。
まだ初級編を始めたばっかでつまずいています。
オームの法則について教えてください。

この回路図の②、③、④にかかる電圧を
実際に測定してみようという内容です。
ちなみに可変抵抗が0Ωの場合の②、③、④の電圧
100kΩの場合の②、③、④の電圧を測定します。
そこでオームの法則で答えを導き出そうと思ったのですが
たぶんこれは解けれないという答えに行き着きました。
合っているでしょうか？

また、可変抵抗が0Ωの場合に②に電圧が出てくるのが
よく理解できません。
※答えは0.025Vらしいです
※確かに測定したら0.043V出てきました
V=IRで電圧が求められるはずです
ここでのRは0Ωなので0Vになるのでは？
と思いました。
間違えているでしょうか？

No.4 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2016/06/15 18:23

3つの電圧の中で、明らかにオームの法則が成立するのは③だけですね。

下記の（２）のとき（可変抵抗＝100kΩのとき）には、②にもオームの法則が成り立つでしょう。
　でも、そ例外にも、「オームの法則」でいろいろ推定することができます。

（１）可変抵抗の公称抵抗値が 0 Ωのときには、まず
　　V1 = V2 + V3 + V4 ＝ 6 (V)
になっていますか？

③の電圧を測って得られる電圧 V3 (V) から、回路に流れる電流 I0 は、オームの法則から
　　I0 = V3 / 220 (A)
と求まります。

そのときに②の電圧が V2 = 0.043 (V) なら、可変抵抗の抵抗は「ゼロ」ではなく
　　R2 = V2 / I0 = 0.043 (V) × 220 / V3 = 9.46 / V3 (Ω)
程度と推定できます。

LEDの電圧 V4 からは、等価的な内部抵抗
　　R4 = V4 / I0
が計算できます。


（２）次に、可変抵抗の公称抵抗値が 100 kΩのときにも、
　　V1 = V2 + V3 + V4 = 6 (V)
になっていますね？
　オームの法則から、V2 が圧倒的に大きいと予想されます。

　③の電圧を測って得られる電圧 V3 (V) から、回路に流れる電流 I3 は、オームの法則から
　　I3 = V3 / 220 (A)
と求まります。でも、(1)に比べると小さいはず。

　このときには、②の電圧 V2 もオームの法則に従うと考えられ
　　I2 = V2 / (100 × 10³) (A)
となりますが、I2 と I3 はどの程度一致していますか？

　また、LEDの電圧 V4 からは、等価的な内部抵抗
　　R4 = V4 / I2
が計算できますが、電流 I0 のときとどの程度変わっているでしょうか。


　オームの法則から、以上のような考察ができると思います。

No.3 回答者： isoworld 回答日時： 2016/06/15 09:34

可変抵抗が0Ωだとは言っても、それは机上で考えた理想的な状態であり、現実には摺動子の接触抵抗やリード線の抵抗があって０Ωにはならず、僅かに抵抗があります。

その抵抗値が幾らであるかは現実に測定してみないと、机上では分かりません。

オームの法則は、抵抗、電池、ＬＥＤなどの素子が電圧、電流、温度、その他に影響されず変動しない「線形」の状態で成り立ちます。現実には「線形」にはならず、単純なオームの法則に乗らないんです。たとえばＬＥＤの順方向電圧降下（Ｖf）は一定ではなく、流れる電流や温度によって微妙に変わります。

また、ＬＥＤの順方向電圧降下はモノによって異なり、低いものでは1.8Vくらいからありますし、高いものでは3.5Vのものもあったりします。

線形ではない（非線形の）代表的な素子は、身近なものでは白熱電球です。手元にある白熱電球の抵抗値をテスターで測ってみてください。100Vで60Wのものなら167Ωのはずのものが、テスターで測るとまったく違う値を示します。

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/06/15 08:46

LEDはオームの法則に従いませんし、特性も

LEDの種類/製品により大きく違います。

②の抵抗が0Ωの時の②の電圧は勿論0ですが
電圧が残留しているのは多少絞りきれない
抵抗が残っているのでしょう。確実にやるなら
短絡させましょう。

この時、③と④の電圧を計算する術は、
これだけのデータでは不可能ですね。

一般的なLEDはVF(④の電圧)は電流に
あまり関係なく2V程度なので、③にかかる電圧は
6-2=4V程度で電流は20mAくらい。

でもVFが3V以上の品種も沢山あります。

No.1 回答者： 銀鱗 回答日時： 2016/06/15 00:53

オウムの法則？

そんなもの簡単だ。
「邪魔者はポアしろ」
と覚えればよい。

・・・
冗談はさておき…たぶんこのネタわかんないだろうなあ…
本題。

電線にも抵抗があるってことを知ってますか？
そりゃ抵抗器に比べれば遥かに小さい値ですけどね。
しかし一般的に使用する電圧に対して、極端に小さい値なので無視するんですよ。
・電池のプラス極から可変抵抗器までの電線。
・可変抵抗器から固定抵抗器までの電線。
・固定抵抗器からLEDまでの電線。
・LEDから電池のマイナス極までの抵抗。
それぞれに抵抗があります。
そしてその質問のどこかに可変抵抗器の最低抵抗の値がどこかに記述されていると思います。
探してください。

※
6Vに対して0.025Vってすごく小さいだろ？…0.5%も無いんだぜ。
固定抵抗器の実際の抵抗値って表記している値に対してどんだけ誤差を含んでいるのか調べてると良い。
0.5％なんて無視できる値と言うことが分かるはずだ。

この回答へのお礼

ネタはわかりませんでした。（笑）

確かにそこの負荷のことを
全く考えていませんでした。
正直0Ωだったら電流も流れてないことになるので
この回路が成り立っていない
あり得ないと悩んでいました。
ほんと電気難しいです；＿；（笑）

0.5%と考えると凄いです。
この抵抗は誤差5%なので0.5%は
極小ですね。
また、質問いいですか？
電圧って上がるとどのような
効果があるのですか？
いまいちそこもよくわかってないです（笑）

お礼日時：2016/06/15 01:07