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中学生の理科の電流の問題なのですが…。
子供に教えていてわからなくなってしまいました。助けてください。 １００ｖ用の４０ｗと６０ｗの電球をそれぞれ直列と並列に接続し１００ｖの電圧を加えました。（図1は４０ｗと６０ｗの直列つなぎ。図２は４０ｗと６０ｗの並列つなぎです。）図２の４０ｗの電気抵抗は２５０Ωになるのは解けました。図１の４０ｗの電球に流れる電流の大きさがわかりません。 電流関係の問題はほぼ解けてきたのですが、電球がつながった途端にわからなくなってしまいました。何か根本的なことがわかっていないのだと思います。 この程度の問題をｇｏｏに投稿するには勇気がいりましたがどうぞよろしくお願い致します。
- ransuke
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もしかして、普通の白熱電球で実験ですか？ 物理的に、嘘になりますから、その実験だけは絶対にやめてください。 並列の場合にはそれぞれの電球にかかる電圧は１００Ｖです。 だから、４０Ｗ電球はオームの法則から誘導して、ｒ＝１００Ｖの２乗割る４０Ｗで、２５０Ωです。 同様に、６０Ｗならば１０００／６で割り切れない数になります。 直列の場合の、電球という物の特性を知らない、間違った答えを書きますと… ４０Ｗ電球の抵抗が２５０Ωで６０Ｗ電球の抵抗が１０００／６Ωで、２つの電球の抵抗値の合計は１２５０／３Ωです。 １００Ｖにこの抵抗値だと、オームの法則から電流は０．２４Ａとなります。 直列ですから、どちらの電球にも同じ電流が流れています。 と、間違った回答を書きました。 では、正しい答えは、 「実験して、測定してみましょう」です。 まず、４０Ｗ電球の方が６０Ｗ電球よりも明るく光っているはずです。 電流は、どうなのでしよう… 自信は無いのですが、間違った計算の０．２４Ａの５割り増し程度は流れているのではないかと思います。 これは、電球の抵抗という物は、冷えている時にはものすごく抵抗が低いからです。 ４０Ｗ電球の対抗をテスターではかったら、２５０Ωどころか、たぶん１００Ω以下だと思います。 だから、電球１個にかかる電圧が１００Ｖで無い限りは、電球の抵抗値などはあてにならないのです。 ちなみに、物理の単位記号は、人名に由来する物は大文字で書く事になっています。 ワット、アンペール、ボルタの諸氏に敬意を示して、Ｗ・Ａ・Ｖは大文字で書いてください。
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- ryousan777
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この問題は、難問です。正しい答えは出せません。 電源が交流か直流かわかりません、交流と直流とでは電気抵抗が違うからです。 中学の問題という事で仮に直流と考えてオームの法則で解きましょう。 ４０ワットの電球の抵抗は２５０Ωです、１００Vの電圧をかけると0.4A流れます ６０ワットの電球の抵抗は１６６Ωです、１００Vの電圧をかけると0.6A流れます 質問の直列つなぎの時の電流ですがワット(抵抗）に関係なく其々に等しい電流が流れます、回線が１本ですから同じになります。 電球に掛かる電圧は４０ｗに６０ｖ、６０ｗに４０ｖです 計算式はすでに出ていますから省略します。 並列つなぎでは、先に書いた電流がながれます。抵抗の少ない方(60W)に電流が余計流れます。 説明が下手で申し訳ありません、少しでも参考になればと書き込みました。
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解答をだすことができました。ありがとうございました。 昨夜コンピュータの調子が悪くすぐご返事できず失礼いたしました。
- a0123456789
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電球がつながった状態の電流/電圧については、 （１）直列：同じ電流値が流れ、抵抗値に比例した電圧がかかります。 （２）並列：抵抗値の逆数に比例した電流値に分配され、等電圧がかかります。 図１は直列とのことなので、流れる電流は４０Ｗと６０Ｗで等しく、４０Ｗの抵抗と６０Ｗの抵抗を足した合計抵抗に流れる電流値と等しくなります。 考え方としてはパイプを流れる水を考え、抵抗をパイプの圧力損失(抵抗)、電流を流れる水量、電圧を水圧に変えて考えれば判りやすいのでは！？
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- aero_sphere
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40W, 60W とは、あくまで100Vの電圧をかけたときの電力です。 100Vに対して直列に繋いだ場合、その時点のそれらの電力は 40W, 60W ではないため(つまり、各電球にかかる電圧が100Vで ないため)、まず、抵抗値から計算しなおす必要がありますよね。 必要な式は、 電力=電圧×電流 電圧=電流×抵抗 の2つです。 まず、図2の状態で40wと60wの並列つなぎの状態から、それぞれの電球の抵抗 値を求めてください。 図1で電球を直列にするということは、先で計算した抵抗を足し算することに なります。 それが100Vの電圧がかかっているときの電流値という考え方で答えを求めるこ とができるはずです。
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