この回路で端子abの電圧を測るといくつになるか
という問題で答えは102Vのようです。なぜ102Vになるのでしょうか。


測定値は端子bの電位になるのですよね
端子aの電位は電流0より100V
端子bの電位は100-(2Ω×1A)=98V

なので測定値は98Vになるかと考えたのですが考え方のどこを間違えているのでしょうか
また、なぜ102Vになるのでしょうか。

解説は電流の向きがスイッチが閉じてる状態と逆なので電圧降下を足さなければならない。
よって102V

とよく分からない解説でした

「この回路で端子abの電圧を測るといくつに」の質問画像

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A 回答 (3件)

"電位"を考えるときには必ず基準点を設けてください。


ここでは二つの直流電源の中間点を"0V"とします。

aの電位は質問者のおっしゃられるとおり"100V"です。電源の電圧分上がり、一番上の抵抗では電圧降下がないことからわかります。

bの電位は何Vでしょうか。それには中段の抵抗を見てみましょう。
中段の抵抗の両端の電位差が2Vであることはすぐにわかるでしょう。
では左右どちらの電位が高いのでしょうか?
左から右に電流が流れているのですから左の電位は右の電位よりも高くなります。言い換えれば右側の電位は基準点である左側よりも低いのです。

bのある側の電位は基準点よりも2V低い、ということは-2Vなのです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます!よくわかりました!

お礼日時:2017/04/21 03:30

電圧は、同じ基準点からみた2つの点の電位の差です。


今の場合、2つの電池の間の点を0とすれば、aの電位は100V、bの電位は-2V
したがって ab間の電圧=電位の差は100-(-2)=102V です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。よくわかりました!

お礼日時:2017/04/21 03:29

上半分には電流が流れていない。



下半分のみ電流が流れ、1アンペアと 2オームで 2ボルトの電圧降下。

これを上半分の回路で考えると、上の電池 100ボルトと 2ボルトが直列になっているのでたして 102ボルト。
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この回答へのお礼

ありがとうございました!よくわかりました!

お礼日時:2017/04/21 03:30

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なんかもうめちゃくちゃです、、、
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Np.1,No.3,No.4です。
>移動している導線を電池としてみるとプラスはどっち?って話です。
 電池だとか、電子だとイオンだとかは今は忘れてください。それと混ぜるからわからなくなるのです。
 添付図(一部修正のうえ再掲)
 電子がどちらに動くかは、電圧であったり磁場であったりしますが、電荷がどちらに力を受けるかを考えてください。
 電位差によって電荷が移動するため磁界から力を受ける--左側
 電荷は導体を移動させられることによって移動するため磁界から力を受ける。--右側


>まるで左がプラスになったかのような挙動を示す。
 日本語の正極・陽極、負極・陰極と言う言葉が混同の元ですね。
カソード( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%83%89 )
 外部回路へ電流が流れ出す電極のこと。真空管や電気分解では陰極,電池の場合は正極(+)とも呼ばれる。

アノード( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%8E%E3%83%BC%E3%83%89 )
 外部回路から電流が流れ込む電極のこと。空管や電気分解では陽極,電池の場合は負極(-)とも呼ばれる。

 と考えると良いです。
 モーター(電気分解)と発電機(電池)では電流の移動方向と電圧の差が逆のように見えますがそれは、日本語の問題ですね。

★電圧をかけたときの電子の速度なんて遅々としたものです。(電荷の移動)電流は一瞬にして流れますが、2mmの電線に1A流したって電子はカタツムリ程度の歩み。
★化学電池ないではイオンが電荷の移動を担いますが、それも移動速度は遅いです。


 

Np.1,No.3,No.4です。
>移動している導線を電池としてみるとプラスはどっち?って話です。
 電池だとか、電子だとイオンだとかは今は忘れてください。それと混ぜるからわからなくなるのです。
 添付図(一部修正のうえ再掲)
 電子がどちらに動くかは、電圧であったり磁場であったりしますが、電荷がどちらに力を受けるかを考えてください。
 電位差によって電荷が移動するため磁界から力を受ける--左側
 電荷は導体を移動させられることによって移動するため磁界から力を受ける。--右側


>まるで左がプラス...続きを読む

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>元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
>それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
>この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
>わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

これは一面では正しいと思います。
しかし、
「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」重視なら
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないですが、
設問に対しては「そういう前提」と解釈して解答するだけですね。
「その理由がわからないと解答できない」ってわけじゃないですし。

で、「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」意味ですが、
例えば、実験目的で電流値をいろいろ変え、追従してRs値交換し、電流値を記録し
a,b端子間の電圧降下を算出する場合などは、一定値の方が都合がいいように思います。
計算式が1つで済むので。
そうでないと(測定時のRs値によって)計算式を変える必要がありますよね。
組合せが増えれば作業も手間だし間違える可能性も出てくるし検証も複雑になる。


「一定にする」のと「少しでも小さくする」のは両立できず、一長一短です。
どちらを取るかは状況や価値観によります。本設問では「一定にする」と読めます。

電流計はrg=0オームで回路に影響与えないのが理想なんですが、
回路のエネルギーを横取りするので、現状、どういう方法でも元の回路に影響を与えます。
(クランプ式の電流計も)
少しでも0に近い方が、それによる測定誤差はより小さくなり、望ましいのですが
素の電流計 rg 以下にはできません。誤差の要因は他にもあります。
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>元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
>それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
>この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
>わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

これは一面では正しいと思います。
しかし、
「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」重視なら
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないで...続きを読む

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