豆電球の明るさについて

質問

乾電池１個、豆電球１つの回路を基本形とし、そこに流れる電流を１Ａ、乾電池の電圧を１Ｖとします。

乾電池を２個直列につなぎ、豆電球を２個直列につないだ回路をつくります。

質問1　この回路に流れる電流はどこも１Ａでよろしいですか？

質問2　この回路の豆電球1つの明るさは基本形の豆電球の明るさと同じでしょうか？

質問3　質問2でもし同じだったとすると、
　　　　　　基本形の豆電球が消費する電力は　1Ａ×1Ｖ＝1Ｗ
　　　　　　新しく作った回路に豆電球一つの消費電力は　１Ａ×２Ｖ＝２Ｗ
　　　　というふうに、後者の方が電力が大きく、後者の方が明るくなるような気がします。

このあたり、私の考えにどのような誤りがあるのか教えていただけるとありがたいです。

回答No.3

KEIS050162 · ベストアンサー

オームの法則通りになりますので、
１Vの電圧（V)で、１Aの電流（I)が流れるとすると、豆電球の抵抗（R)は１Ωです。

Ｉ＝Ｖ／Ｒ　です。

http://www9.wind.ne.jp/fujin/diy/denki/kiso/ohm.htm

問１：　その通りです。
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/denryu5.html
この図が分かり易いと思います。電流は回路を流れる水で、分岐がなければその水は全部、一本の回路上を流れて行くことになるので、どこで切っても同じ電流となります。

電圧は、高低差（＝位置エネルギー）ですね。なので、分岐があっても高さが同じならば、同じ電圧です。

問２：（問３も同じ）
２個の豆電球を直列にした場合、流れる電流は同じですが、電圧はそれぞれの高低差（高低は抵抗値で決まります）で分圧されるので、同じ１Ωの豆電球が直列になっている場合は、それぞれ１Ｖの電圧がかかります。なので、豆電球一個に流れる電流も１Ａです。

回路に流れる電流は１Ａですが、電圧は２Ｖとなっているので、回路全体の合成抵抗は２Ωとなるわけです。

豆電球一個の電力は、１A×１Vですが、これが２個ついているので、後者の方が２倍になるのは当たり前です。一個の豆電球の明るさが明るくなる訳ではなく、同じ明るさの豆電球が２個になったので、電力が２倍になったということです。

ご参考に。

お礼

大変よくわかりました。
ありがとうございました。

回答No.2

kuma-gorou

質問１で合ってます。
つまり、豆電球の仕事量は２倍の２Ｗ。トータルで４倍の明るさが得られます。

補足

ありがとうございます。
回答者様１の場合だと豆電球一つ当たり1Ｗとなり、２つで2Ｗとなりますよね。

回答者様２のご意見ですと、豆電球一つ当たりが２Ｗとなり、２つ合わせて４Ｗということでしょうか？

ということは、一つ当たりの明るさも後者の方が明るいということになりますか？

回答No.1

watch-lot

質問1：はい。

質問2：はい。

質問3：
＞新しく作った回路に豆電球一つの消費電力は　１Ａ×２Ｖ＝２Ｗ
●ここが間違いです。正しくは、豆電球一つの消費電力は　１Ａ×１Ｖ＝１Ｗ
　豆電球2個にかかる電圧は２Vですが、豆電球は2個直列なので、それぞれにかかる電圧は１Vです。

お礼

迅速かつ正確のご回答誠にありがとうございました。