回路の電界

質問

電池の電圧が1.5Vだとします。
電池内の＋極と－極で1.5Vの電圧があるのはわかりますが
そのとき＋極から抵抗を通って－極まで戻ってくるまでの電圧も
1.5Vになるのがわかりません。
＋極から抵抗を通って－極にもどるまでの距離をLとすると
E=V/Lで一様な電界Eが生じている？とか思ってるのですが。
けど＋極から抵抗、抵抗から－極までが導線だと電界はゼロになるから
図のＡの間だけで1.5Vの電位差があることになるしよくわかりません。

　　　　　　　|← A →|　　　
　　　┌────抵抗────┐
　　+　┴　　　　　　　　　　｜
　　-　┬　　　　　　　　　　｜
　　　└──────────┘

回答No.3

shkwta · ベストアンサー

特に難しい話ではありません。

空中に２つの導体があれば、その形はどうであっても、それは「コンデンサー」です。両者に電位差があれば、それぞれの導体には電気量が蓄えられますし、空間には導体の形に応じた電界ができます。もっとも、平行板コンデンサーのように均一な電界になるというわけではありませんし、導体の電荷密度も均一というわけではありません。

ご質問の例であれば、電池の＋極から抵抗までの導線と、電池の－極から抵抗までの導線は空間を介してコンデンサーを形成しています。したがって、＋側の導線はわずかに＋に帯電し、－側の導線はわずかに－に帯電し、空間には不均一な電界があります。そして、両者の電位差は1.5 V になっています。

Ａの間だけで1.5 V の電位差があることも、これと矛盾しません。

お礼

導線の両方でそれぞれ＋と－に帯電していると考えると、
それは確かにコンデンサーですね。
1.5Vの電位差が生じるのも納得がいきます。

回答No.4

sqw-99

電流を水の流れにして考えてみて下さい。
抵抗には、板を置いてみると良いと思います。

但し、水位Ｖ水量Ａは紛らわしいので注意が必要です。

回答No.2

piricara

抵抗とコンデンサーでは、明らかにその性質は異なります。

抵抗に直流電源(乾電池など)を接続した場合、その回路には電流が流れ、電圧、電流、抵抗値には
電圧 ＝ 電流 × 抵抗値
となる関係があります。

抵抗の両端の電圧も上記関係式が成り立つので、
抵抗の両端と、電源電圧は等しくなります。

抵抗が2本直列になると、それぞれの抵抗の両端の電圧を加えた電圧が、電源電圧に等しくなります。
ここで、最初の関係式に当てはめると、それぞれの抵抗に流れる電流が等しいことがわかります。

コンデンサーを直流電源に接続した場合は、電流が流れません。この場合、上記関係式は成り立ちませんが、コンデンサーの両端にかかる電圧は、電源電圧と等しくなります。

2つの違いは、抵抗の場合電流が流れて、それによって抵抗が発熱する、もしくは、発光するなどにより、
電気エネルギーが他のエネルギーに変換されるという現象がおきますが、コンデンサーの場合は、エネルギー変換はありません。

また、抵抗の場合、流れる電流によって、磁界が発生しますが、コンデンサーの場合は、磁界が発生しません。

電源が交流電源になると、コンデンサーにも電流が流れます。この場合でも、抵抗とコンデンサーでは、異なる性質を見せるのですが、詳しい説明は、別の機会にいたします。

お礼

電圧という点ではコンデンサーと抵抗は同じような性質を持つということですか。
オームの法則によって電圧が等しくなるということはわかりました。
しかし抵抗が複数ある場合、回路内のイメージを式と結びつけるのがまだ困難なので
実際の電子が回路内でどのような動きをし、電界がどのようになっているのか
詳しく調べてみます。

回答No.1

angkor_h

現在の学習レベルが不明ですが、この場合は「電界」と言う言葉は不適当で、電圧降下が適当です。

あなたの言うように導線での電圧降下は0です。電圧降下は抵抗だけで起きています。

抵抗をコンデンサに置き換えると、
導線での電界は0です。コンデンサの極坂間には均等な電界が生じています。Lと言うのは極坂間の距離を言い、導線部分含みません。

後者があなたへの回答になりますか?

補足

抵抗をコンデンサに置き換えると確かに電池の電圧と等しくなります。
しかしなぜ抵抗がコンデンサのような性質をもつのでしょうか？