第9章電気回路
(3)抵抗回路その1
(オームの法則)
今回から 3 回 に分けて抵抗が回路の中でどの様な
振舞をするのかと言うお話を致します。
前々回までは、 当たり前すぎますし、皆様、オー
ムの法則は、 ご存じなのでお話をしませんでした
が 改めてオームの法則を考えてみたいと思いまし
て回路における抵抗の振舞についてのお話を 前々
回迄より 1 回多い 3 回に分けてお話をする事と致
しました。
図-1をご覧ください。
図-1
端子aと端子bの左側が電池です。r は、電池の内部
抵抗で極小さな抵抗成分がありますのでそれを表し
ています。
図-1では、電源として電池にしていますが、電子部
品で組まれた電源装置でもその出力端子から電源内
部を見ますと、内部抵抗が有ります。
常々、皆様には、電気においては、極端な場合を考
えるとその現象(式も同様)が理解できるとお話を
しています。
1.端子a-b間に無限の値の抵抗を繋ぐ
図-1は、極端な例の1つです。
どこが極端かと言いますと 端子 a-b 間には、 何も
接続されていませんので考え方によっては、無限の
抵抗値の抵抗を接続しているのと同じ事になります
。無限の抵抗値ですので、電流は、流れません。
よって、端子間電圧は、電池の電圧と同じ値になり
ます。
2.端子a-b間に”0[Ω]の抵抗を繋ぐ
図-2
端子a-b間の導線の抵抗値は、ほぼ、0[Ω]です。
この状態をショート又は、短絡と言います。
この場合では、10[A] の電流が流れ火災が発生す
るかも知れないとても危険な状態です。 図-2 で
は、電池の内部抵抗を 1[Ω]としましたが、 実際
の内部抵抗は、もっと小さいのでより多くの電流
が流れます。
3.端子a-b間に 0<R<∞の抵抗を繋ぐ
図-3
抵抗とは、格子の構造の原子の繋がりの間を電
子が移動する時、電子が格子構造にぶつかる事
により電子の移動速度が下がる物です。
電流とは、電子の単位時間当たりの移動量です
。
電子の移動速度が下がれば、単位時間当たりの
電子の移動量が下がります。
つまり、電流:I が少なくなると言う事です。
電流は、電位の差(電圧)により電子が移動す
る事です。其時の電圧:V = I・R です。
それでは、Vを求めてみます。
V= {E/(r+R)}x R
です。Rに値を入れてみます。R=10 [Ω]とし
てみますと
V={10/(1+10)}x 10
≒9.1 [V] (1)
次にR = 1000[Ω] にしてみます。
V= [10/(1+1000)} x 1000
≒ 10 [V] (2)
r を小さくしていきますとRの値によらずに
V ≒ 10 [V] になります。
E≒V = I・R [V] (3)
(3)式より I = V/R となりますので、Iは、
Rに反比例する事が分かります。
これが、オームの法則の意味です。
次回は、抵抗の 直列接続と 並列接続のお話を致し
ます。
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