オームの法則の問題の解説
- オームの法則について解説します。金属棒内の自由電子の運動や抵抗力について考察し、その関係式を示します。
- 質問文の問題(１)に対する答えは、V = bLv^N/e です。
- 質問文の問題(２)では、V = bLv^(N-1)/e^2nS の関係式が成り立ち、N = 1 とすることでvを消去します。
- ベストアンサー
オームの法則の問題のついて
長さＬ[ｍ]、断面積Ｓ[m2]の一様な金属棒の両端に電圧Ｖ[Ｖ]をかけたときの金属棒内の自由電子の運動を考える。ここで、電子の電荷を－ｅ[Ｃ]、金属棒内の単位体積あたりの自由電子の数をｎ[個／ｍ3]とする。 (１) 自由電子は電圧Ｖによって生じた電場によりクーロン力を受けて加速されるか、他方で金属棒を構成している正の金属イオンとの衝突により抵抗力を受けるため、平均として一定の速さv［m/s］で運動することになる。この抵抗力が平均の早さｖのN乗に比例し、その比例定数をbとするとき、電圧ＶをＮ、Ｌ、ｂ、ｅ、ｖを用いてあらわしなさい。 (２)オームの法則が成立するとき、Ｎを求めなさい。 (３)金属棒の低効率をｂ、ｎ、ｅを用いて表しなさい。 という問題で、(１)の答えは、Ｖ＝ｂＬｖN乗／eでよいのでしょうか？？ (２)の問題では、Ｒ＝ｂｖ(N－1)乗／ｅ2乗ｎＳとなり、ｖを消去するためにＮ＝１として良かったのでしょうか？？ (３)の問題はρ＝ｂ／ｅ2乗ｎＬではないのでしょうか？？ 教えてください。お願いします。
- may-5
- お礼率73% (82/111)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数2
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
（２）と（３）の式がまちがっています。 おそらく、Ｉ＝ｅＬｎＳｖ として計算したと思いますが、Ｉ＝ｅｎＳｖです。 「電流は、金属棒の断面を単位時間に通過する電気量」です。 また、ＲはＶに依存せず、ｖはＶに依存するので、Ｎ＝１は正しいです。 なお、求めた数式で次元（単位の関係）を求めて正しいかどうかを調べると検算になります。（２）（３）の解答の左辺と右辺の次元が一致しませんので、誤りがあることがわかります。
関連するQ&A
- オームの法則
オームの法則について、参考書などを見ると (1)電流と電圧の関係：抵抗が一定のとき、電流は電圧に比例する。 (2)電流と抵抗の関係：電圧が一定のとき、電流は抵抗に反比例する。 よって、電流の強さは、電圧に比例し、抵抗の大きさに反比例するので、Ｉ＝Ｅ／Ｒとなる。 としか説明がなく、この比例・反比例に当てはめてどう解釈したらよいかわかりません。 比例・反比例といえばｘ、ｙを思い浮かべますがどう結び付けて考えるのかわかりません^^; 上の式と比例・反比例の考え方をすみませんが教えていただきたくお願い致します。 今までは式の暗記だけで覚えた気になっていたのでしょう^^;いざ、復習するとどういうことか解らない状態です。
- ベストアンサー
- 中学校
- オームの法則？
LEDを使用するための回路を設計していますが、何Ωの抵抗を入れれば良いのか？で悩んでいます。 電源が12V、LEDの定格電力が3Vです。LEDに流れる電流が25mAの場合、電源とLEDの間に入れる抵抗は何Ωになるのでしょうか？ 私なりの考えでは、電圧差が9Vあるのでオームの法則ではありませんが、E=R×Iに従い、E=9V、I=25mAでR=9/25*1000=約380Ωになるのでは？と思っているのですが、それで回路を組んでみると、LED周辺からうっすらと煙が立ち上ってきてしまいます。 私の考え、間違っているのでしょうか？ どうか、皆様、ご指導よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 金属棒への電圧印加について
金属棒への電圧印加について こんにちは、 １．ここに長さ1cmの金属棒があるとします。その金属棒に1Vの電圧を印加したとします。すなわち電場強度は1cm/Vとします。この金属棒の原子１個当たりの大きさは約10^(-8)cmとしますと、１cm当たり原子は10^8個あります。するとこの金属棒の原子１個あたりに１個の自由電子があるとすると自由電子１個当たりに作用する電圧は、10^(-8)Vとなります。自由電子はこんな微小な電圧で印加した方向に運動するのでしょうか？この計算は正しいのでしょうか？ ２．金の第一イオン化エネルギーは、8.3eVらしいです。すると、１ｃｍ当たり、10^8個の金が並んでいるので、8.3×10＾8V/cmの電圧を印加すれば、その金は第一イオン化された金になるのでしょうか？（現実に8.3×10＾8V/cmを印加する技術的問題は抜きにしてください）
- ベストアンサー
- 物理学
- キルヒホッフ第2法則の問題おしえてください
E1＝6V E2＝2v R1＝2Ω R2＝6Ω回路に流れる電流をI 抵抗R1の両端の電圧をVR1、抵抗R2の両端の電圧をVR2とする。 1 キルヒッホッフ第2法則を適用しなさい 2 回路に流れる電流Iの方向を選択せよ （時計周り 反時計周り） 3 回路に流れる電流Iを求めよ ４ a-b間の電位差Vabはいくらか すいませんがこの問題がどうしても解けないので詳しく解説していただけないでしょうか
- ベストアンサー
- その他（学問・教育）
- キルヒホッフの法則を使う問題です
Ｒ１＝30 Ｒ２＝30 Ｅ１＝6 Ｅ２＝4 のとき、ab間の電圧Ｖを求めよ。 ----------a - - R1 R2 - - ↑Ｖ E1 E2 - - ----------b Ｅ１は上が+、Ｅ2は下が+極です ab間の端子電圧の意味がどこからどこを引けばいいのか分かりません。 答えは1[Ｖ]です。 -がどうせんです。 どうしても↑が左によってしまうんですが、↑は端子電圧の向きで、aとbの間にあります。 R１はＥ１と、R２はＥ２と縦につながり、ともに -----aと-------bにつながっています。
- 締切済み
- 物理学
- 電気回路（オームの法則？）
電気回路の勉強をし始めたのですが、イメージが掴めません。下の例えを見て頂けませんでしょうか？ 抵抗が2つありそれぞれ以下の図のようにR1,R2とし、 R1に掛かる電流をi1、電圧をV1 R2に掛かる電流をi1、電圧をV2 全体の電圧をV 全体の電流をi 全体の抵抗をR とする。 ----M----M---- (R1) (R2) その場合、以下が成立すると考えても問題ありませんでしょうか？ i=i1+i2 R=R1+R2 V=i1xR1+i2xR2 V=(i1+i2)x(R1+R2)
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
どうもありがとうございました☆どこでミスしていたのかがわかりました。 次元を求めて検算できるというのは初めて知りました。今度から使ってみたいと思います。