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電圧、電流について

今、直流のことで考えているのですが、回路が切れていても例えば乾電池のプラス側は1.5Vの電圧がかかっていて、電池のマイナス側は0V(アースという?)アースとマイナスのつながりもよくわかりませんが・・・。 という状態は、水道で蛇口を閉めていても水圧がかかっているのと同じ、という感覚で理解しているつもりです。 電気回路で10Vの電圧がかかった状態で、10Ωの抵抗がつながっているとき、10Ωの抵抗で電圧降下が発生して、10Vから0Vになる。 と教えてもらいました。 なぜ、電圧降下がおこるのですか? これとは別に、「電流は電子の流れ」というのも教えてもらいましたが、例えば「電球を光らせても電子がなくなるわけではない。」と思います。 そう考えると、「電子の流れって一体何をしているのだろう?」と思ってしまいます。 これも、「電気を水にたとえて考えてみると」というところからの疑問です。水は使った(流した)分はなくなると思います。でも、電子は流してもなくならないと思います。例えば水素から電子がなくなってしまうと陽子だけになると思います(それはおかしくないですか?)。 電流は電子の流れ、それで電球が光る、その後電子はどうなるの、どうして電圧が下がるの? これが理解できません。 よろしくお願いします。

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noname#84191
noname#84191

Q2について A・・・  100V回路の時は、主に保安の為の接地です。 もう、この電圧になると、人体へ直接電圧がかかれば、生死に影響します。 100V ですと、D種接地(接地抵抗100Ω以下)で、電線は直径が1.6mm以上の軟銅線相当品となっています。 電池式1.5~6V程度の場合は、保安の為の接地はしていない事が殆どでしょう。 人体に直接接触しても、生命に危険を感じるほどの電流が流れないからです。 しかし、時計駆動回路には、基準電位のためのアースはあります。 それを、接地(地球へ)するかしないかは、様々な理由があるでしょう。 移動の便利さや、元々危険電圧を使用していないこと・・などなど。 これから先は、どうかご自分で研究されて下さい。 どの様な分野の仕事でも、奥は深いです。 機器の進歩もありますし、現場での試行錯誤もあります。 それらの集大成が、今の形です。 もちろん、これからも色々と形が変ったり、工法が変化したり、省略しても良いなどもあるかも知れません。 が、何よりも求められるのは「安全第一」これに尽きます。 どの様に素晴らしく高機能の機器でも、安全が疎かでは安心して使えません。 質問者さんが、どの様な立場で電気に興味を持たれたのか分かりませんが、便利の裏には危険も沢山潜んでいます。 特に電気の場合は目に見えません。 一寸電圧が高く(100Vでも)身体が濡れていたりすると、命に係わることが大です。 どうか、勉強なさったり、実験、そして使用する場合にも、身近にあるからとか、今まで使っていたからなど、裏づけのないのに妙に安心する事なく、取説にアースをして下さいとか、アース端子があれば必ずアースをする・・・を心がけて欲しいと思います。 繰り返しますが、安全第一です。

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質問者からのお礼

回答いただいた皆様へ たくさんの回答をいただきありがとうございました。 「なるほど」と思ったものもありますし、「よけいに疑問が広がった」 ものもあります。 色々な書籍を読んだり、実験キットみたいなものを使ったりしていますが、 なかなか「つながり」が見えてきません。 また、質問させていただくことがあるかもしれません。 今後ともよろしくお願いいたします。

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その他の回答 (10)

  • 回答No.10
noname#84191
noname#84191

Q2 ・・・面積や体積が関係するのか?の意味が良く分かりません。 アースする物体は面積的な広さを要求されるのか、それとも体積的な量を 要求されるのか、といった意味です。 その面積や体積が、電圧と比例するのか、電流と比例するのか、電力と比例する のか。 そんなことを思っています。 A・・・ 疑問・質問の意味が今ひとつ良く分かりません・・・ アースする物体とは何を意味しているのですか? また、面積や体積がどこからでてきたのでしょうか?

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質問者からの補足

言葉足らずですみません。 例えば、100Vの電圧だったら、地面(地球?)へ。 しかし、乾電池で動く時計は地面へのアースはしていないと思います。 そうすると、電圧か電流か電力かの値をもとに回路基板でアースするのでは ないかと思いました。 そう考えると、回路基板のアースに相当する回路にはどれくらいの面積か体積が必要になるのか。 こんな感じです。

  • 回答No.9
noname#84191
noname#84191

Q1 ・・・  そのとおりです。  人間の体内抵抗は500Ωと言われています。  乾燥している時など、皮膚の抵抗は1~100kΩ位で変動します。  接地抵抗は最大で100Ω以下と決っています。 Q2 ・・・面積や体積が関係するのか?の意味が良く分かりません。   Q3 ・・・その様な理解で良いと思います。  富士山の高さは3776mですが、これは東京湾の海面からの高さを言っています。地球の中心からの高さが本来の高さと言っても良い訳です・・、つまり基準は人間が都合の良い所に決めている訳です。 Q4 ・・・プラスをアースにした場合、富士山を見るのではなく、日本海溝を見る様に、海の中を見ることに相当します。 Q5 ・・・ショートのイメージはそれで良いでしょう。  電線への影響・・・P=I×I×R「W」のジュール熱により、電線が焼ききれたり、絶縁物が劣化したりします。 電線の太さ・電線の材料・流れる電流の量により、その程度が決ります。 電池(電源)への影響・・ヒューズなどの保護装置が途中に入っていなければ、電池の化学作用が続く限り、電圧を電線と電池の内部抵抗の和 で割った電流が流れます。 電池は熱を持ち、電解液の噴出などが起ります。 Q6 ・・・ その通りです。 Q7 ・・・ 電子の振る舞い・・  以前にも書いたと思いますが、電子の流れを電流と説明した方が説明しやすい場合と、説明しにくい場合があります。  Q7は電子の流れでは説明しにくい部類ですね。 水に例えて・・・  水はある地点から10m持ち上げると、10mに相当する位置エネルギーを得たと言います。 この場合10mに相当するエネルギーは得ますが、水そのものは何も変化しません。 厳密に言えば、水の何処かにエネルギーは蓄えられるのでしょうが… 物理ではその所は問題にしていませんね。 どうか、その所は研究なさってくださいね・・・私には分かりません。 水が10m流れ落ちると、位置エネルギーが運動エネルギーに替わります。 が、水そのものものは何も変化しません。 エネルギーの形態が変っただけです。 これを説明しているのが、ベルヌイの定理(あるいはエネルギー保存の法則です) Q8 ・・・ もし、将来4端子網などの回路理論を学ぶまで、疑問としてお持ちください。 Q9 ・・・ これはご自分で研究されて下さい。  もしくは、力学の得意な方が説明してくれる事でしょう。

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質問者からの補足

色々とありがとうございます。 Q2 ・・・面積や体積が関係するのか?の意味が良く分かりません。 アースする物体は面積的な広さを要求されるのか、それとも体積的な量を 要求されるのか、といった意味です。 その面積や体積が、電圧と比例するのか、電流と比例するのか、電力と比例するのか。 そんなことを思っています。

  • 回答No.8
noname#84191
noname#84191

No6 での疑問にはお答えしません。 とりあえず(今の所)は、アースと言っても色々な考えや見方があるとだけご理解ください。 そして、どうか疑問を持ち続けてられて、何時の日にか、ご自分で解決されて下さい。 そうそう、最初に戻って一つだけ >>これも、「電気を水にたとえて考えてみると」というところからの疑問です。水は使った(流した)分はなくなると思います。 何故この様に思われたのでしょうね?・ なぜ、水はなくなるとイメージされたのでしょう・・・ 良く考えて下さいね、 全ての誤解と言うのか、疑問はここから始まっています。 水はなくなってはいませんよ・・・ 水がなくなる・・・と言う事を定義しなおす必要はあるかも・・・ ここが解決されない限り、どなたがどの様に説明しようとも、ご自分のイメージと違う事になるので、受け入れる事が難しいのでしょう。

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質問者からの補足

皆さんから頂いた回答をまとめてみて、再度、確認や新たな質問が出てきました。 時間がありましたら、引き続きよろしくお願いします。 --- >一つは、保安の為の接地です。 >漏電などした時に、人間などが感電しないためですね。 Q1.人間の電気抵抗よりも小さい電気抵抗のほうへ電流を流して、人間を助ける。こんな感じでしょうか? --- >もう一つは、基準電位を与えるための接地です。 >質問者さんが良く分からないと言っているのはこちらです。 >が、一寸精密な測定を行おうとすると、接地をした方が基準が安定します。 >何しろ、地球と言う、最高の導体に接続する訳ですから・・・ >(詳しくは専門的になりすぎるので省略です。) Q2.面積や体積に関係しますか。 --- >アースとマイナス・・・アースはマイナスとは限りません!! >所謂、基準と言うものがなければ、電圧と言うものは現れてこないのです。 Q3.基準にした場所がアース(0Vと考える(相対的に)?)という理解でいいでしょうか。 --- >プラス側をアースした場合、プラス側が0Vとなります。 >で、マイナス側は当然の事ですが、マイナス○○ボルトとなります。 >電池一個を1使用して、プラス極側をアースすれば、プラス極が基準でOV >マイナス極側はマイナス1.5Vと言う事です・・・ >>+側をアースにするというのは具体的にどのようなつなぎ方になるのでしょうか。 Q4.何とか知りたいです・・・ --- >>水道で蛇口を閉めていても水圧がかかっているのと同じ、という感覚で理解しているつもりです。 >その時、プラス側は1.5Vの電圧がかかっていて・・・とありますが、本当にそうでしょうか? >実は、その状態では電圧がかかってはいません・・・え!!ですよね。 >プラス側は1.5Vと思い込んでいるだけです。 >何を言っている、テスターで計れば1.5Vが出ているではないか?? >と言うのは詭弁です。 そうは思っていませんでしたが(なんとなくですが)。 >電圧を測定する場合はもう条件が変っているのです。 これは、なるほどと思いました。 --- 電流は電子の流れ、それで電球が光る、その後電子はどうなるの、どうして電圧が下がるの? >二つの池の間を水路でつなぐと、水位の高い側から低い側に水が流れます。 >水路の上側では水位は10cmですが、水が水路を流れる間に水位は下がっていき、 >水路の下側での水位は0cm(低い側の池の水位と同じ)になります。 >この水位の変化が、抵抗での電圧降下に対応します。 Q5. ショートさせるというのは、水位の変化が「滝のようになった状態」と考えていいのでしょうか。 そのとき、電池に対してはどのような影響があるのでしょうか。また、ショートさせた導線に対してはどのような影響があるのでしょうか。 --- >電気回路でも同じことが言えて、抵抗の両端の電位の差がなくならないようにするには、電位の高い低いを維持するために >電子をくみ上げ続ける必要があります。その役目をするのが、電池です。 Q6.このくみ上げる力がなくなった状態が電池がなくなった状態と考えていいのでしょうか。 --- >電気のエネルギーとか水の位置エネルギーといったものは「ポテンシャルエネルギー」と呼ばれます。 >このポテンシャルエネルギーというのは相対的なものです。 >電位や水位の差から、電子や水が流れることで、エネルギーを取り出せます。 >同じように、「電子が持っているの持つポテンシャルエネルギー」が、「電位の差があるところを電子が流れる」という「電子の流れ」を媒介することで、 >「電球を光らせる」エネルギーの源になっているのです。 Q7.エネルギーを持っているときの電子と、それを使ってエネルギーを失ったときの電子の振る舞いはどう違うのでしょうか。 --- Aの方が10Vでした。Bの方が8Vでした。 それらのアース線をつなぐと基準電位が等しくなるのはなぜですか。 そこを(相対的に?)0Vと考えると言うことでいいのでしょうか。 また、10Vと8Vだったとしてどちらが基準になるのでしょうか。 Q8.これも知りたいです。 --- Q9.もうひとつ、別の悩みが出てきました。 位置エネルギーという言葉からですが、 授業で、運動量は mv 、 運動エネルギーは 1/2mv^2 と聞いています。 運動量と運動エネルギーは数学として考えれば、積分しているんだなと思います。 でも具体的に、運動量と運動エネルギーはどうちがうのかよくわかりません(単位とかの次元が違うことはわかります)。 位置エネルギー=運動エネルギーというのも教えてもらいました。 これらの関係と、電気的なものとの関連はあるのでしょうか。 位置エネルギー:電位差 運動量:? 運動エネルギー:? ---

  • 回答No.7
  • mtaka2
  • ベストアンサー率73% (867/1179)

2・4です。 私の説明では、「電圧」って言葉を使わず「電位」って言葉を使ってたわけですが、水と二つの池というたとえ話の場合、 ・水路を繋いでいない状態でも、二つの池の間に「水位」の差は存在します。 ・水路を繋いだときに初めて、「水路の両端」に「水位の差による水圧」というものが出てきます。 同じように、 ・回路を接続していない状態でも電池の両電極間に「電位」の差は存在します。 ・回路を繋いだときに初めて、「抵抗の両端」に「電位の差による電圧」というものが出てきます。 > 「回路がつながるまではポンプは稼動しない」というふうに考えていいのでしょうか。 そういう理解で問題ありません。 「乾電池」は、化学変化から電位差を生み出すという「電子のポンプ」です。 「回路を繋ぐと電子が流れ出す」→「そのまま電子が流れる続けると電位差がなくなってしまう」→「電位差を維持するように、電池は電子をくみ上げる」 って感じ。 「電池の寿命」とはすなわち「電子をくみ上げられる量」です。 回路を繋がずにいる状態の電池は、電子のくみ上げを行ってませんから、 基本的には電池の寿命は減らないことになります。 (厳密には「自己放電」=電子の漏れというものがありますので、使ってなくても、僅かずつながらも電池の寿命は縮んでいきます)

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  • 回答No.6
noname#84191
noname#84191

3・5 への回答です。 家庭の時計でのアースは見たことがない・・・ それは、電池が1本か、せいぜい2本だからでしょう。 1本なら1.5V、2本でも3.0V 感電する様な電圧ではありません。 電圧3Vでは感電の恐れがないので「保安の為のアース」は施しません。 で、アースがされていない・・のです。 洗濯機や冷蔵庫には、交流電圧100Vの電気が使用されています。 100Vはもう人体には危険電圧の範囲になるのです。 もう慣れっこになって気にも留めていない人が殆どでしょうが… で、この場合のアースは「保安の為のアース」です。 線の色「緑」のものですね。 さて、回路図などではアースの記号が書かれているとの事ですが、 これには二つの意味があります。 電気は行きの線があれば、必ず帰りの線が必要です。 しかし、限られた図面の中に帰りの線をご丁寧に書き込めば図面が見難くなります。 で、帰りの線はアース記号を書く事で省略しているのです。 省略記号と考えても良いでしょう。 昔の真空管式のラジオなどは、シャーシ(金属製の基盤)を帰り線の替わりに使っていた事もあります。 その名残ともいえます。 前回書きました様に、電気回路で必要な事は何処が基準かと言う事がとても大切なのです。 同じ装置の中でも、こちらの回路とあちらの回路の基準が違っていてはこちらの回路(一段目)では10Vなのに、あちらの回路(二段目)に行ってみた所8Vであったでは、設計も実際も不便で仕方ありません。 その様な事がない様に、基準は一つにしたいわけです。 それが基準電位を与えるためのアースです。 ここが0Vとしますよと言う約束ですから、地球につながなくとも良い訳です。 前回交換機のアースはプラス側と言いました。 交換機で使われる電圧も何種類かあるのですが、主電圧は48Vが多いですね。 このプラス極を(実際は整流器部分の端子からが多い)アースに接続します。 言葉だけですと、イメージし難いでしょうね・・・ 乾電池なら、乾電池に半田付けをして電線を引き出す事は通常しません、電池ケースにいれてケースから電線を引き出します。 (その方が、電池交換が簡単ですからね。) 私も、実際には、何年もかかって、理屈と現物を照らし合わせて(経験して)理解して来たことですから、図もなく、言葉だけで理解するのは大変だと思います。 保安の為のアースと、基準電位のためのアースと言葉を知っても、私も本当に納得するまでには結構時間がかかりました。 焦らないことと、出来れば現物に見る事が大切の様にも思います。

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質問者からの補足

少しずつですが、見えてきたような気がします。 ----------- 同じ装置の中でも、こちらの回路とあちらの回路の基準が違っていてはこちらの回路(一段目)では10Vなのに、あちらの回路(二段目)に行ってみた所8Vであったでは、設計も実際も不便で仕方ありません。 その様な事がない様に、基準は一つにしたいわけです。 それが基準電位を与えるためのアースです。 ここが0Vとしますよと言う約束ですから、地球につながなくとも良い訳です。 ------------ この部分ですが、Aの方が10Vでした。Bの方が8Vでした。 それらのアース線をつなぐと基準電位が等しくなるのはなぜですか。 そこを(相対的に?)0Vと考えると言うことでいいのでしょうか。 また、10Vと8Vだったとしてどちらが基準になるのでしょうか。

  • 回答No.5
noname#84191
noname#84191

3 です。 プラス側をアースにはどの様にか、との事ですが、 逆に質問です。 マイナス側をアースにするにはどの様にしていますか? あるいはどの様にしていると、イメージされましたか?

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質問者からの補足

たぶん、今までにそういうことをしたことがないと思います。 冷蔵庫や洗濯機が緑色の線でアースされているというのは知っています。 しかし、電池で動く時計や電卓等はそういうものはありません。 回路図とかでアースの記号をみたりはしたことがありますが、結局それを 冷蔵庫とかのように地中に埋めてあるわけではないと思いますし。 こんな感じで思っています。

  • 回答No.4
  • mtaka2
  • ベストアンサー率73% (867/1179)

平地に二つの池があり、その池の水位の差が10cmあるとします。 (これが電位の差=電圧に対応。水位の高い池側がプラス極、低い池側がマイナス極で、水位差10cm=電圧10V) 水位の低い池の水面を基準0cm(マイナス極=0V)として考えると、 水位の高い池の水位は10cm(+10V)になります。 二つの池の間を水路でつなぐと、水位の高い側から低い側に水が流れます。 水路の上側では水位は10cmですが、水が水路を流れる間に水位は下がっていき、 水路の下側での水位は0cm(低い側の池の水位と同じ)になります。 この水位の変化が、抵抗での電圧降下に対応します。 > どうして電圧が下がるの? 「抵抗で電圧が下がる」という表現は結果論です 「水位の高いところと低いところを水路で繋ぐと、水路の中で水位が下がっていく」ように 「電位の高いところと低いところを抵抗で繋ぐと、抵抗の中で電位が下がっていく」のです。 「電位の差がある所を抵抗で繋いだのだから、抵抗の両端で電位が違うのはあたりまえ」ってことです。 さて、このまま水路をつないだままにすると、水がどんどん流れていって、そのうち池の間の水位の差はなくなってしまうでしょう。 水路を水が流れ続けるようにするためには、水位の低い池から高い池の方に、水をポンプでくみ上げる必要があります。 電気回路でも同じことが言えて、抵抗の両端の電位の差がなくならないようにするには、電位の高い低いを維持するために 電子をくみ上げ続ける必要があります。その役目をするのが、電池です。 > その後電子はどうなるの、 電池が電子をくみ上げ続けています。 水の例での池の存在の様な「電子を蓄えることができる」ものとして「コンデンサ」という電気部品も存在しますが、 電気回路での電子の流れはあっという間というか、大量に電子を蓄えるのは困難です。 そのため、「電子の貯まったコンデンサ」に電球を繋いでも、「一瞬光って、それで蓄えてる電子を全部使い切ってしまう」ことになります。 基本的に、電池などの「ポンプ」を使って電子をくみ上げ続けないと、電気回路は動作しません。 > 電子の流れがエネルギーを持っているということになるのでしょうか? 電気のエネルギーとか水の位置エネルギーといったものは「ポテンシャルエネルギー」と呼ばれます。 このポテンシャルエネルギーというのは相対的なものです。 電位や水位の差から、電子や水が流れることで、エネルギーを取り出せます。 水と水車の例でいうならば、 ・水位の高い所にある水は、「高い所にある」ことそのものが「高いエネルギーを持っている」ことを意味します。 ・この「水」からエネルギーを取り出すには、高い所から低いところに水を流す必要があります。(高さの差がなければ、水はどこにも流れません) ・水の流れるところに水車をおけば、水車が回るという形でエネルギーを取り出せます。 「水の持っているポテンシャルエネルギー」が、「水位の差があるところを水が流れる」という「水の流れ」を媒介することで、「水車を回す」エネルギーの源になっているのです。 同じように、「電子が持っているの持つポテンシャルエネルギー」が、「電位の差があるところを電子が流れる」という「電子の流れ」を媒介することで、「電球を光らせる」エネルギーの源になっているのです。

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質問者からの補足

基本的に、電池などの「ポンプ」を使って電子をくみ上げ続けないと、電気回路は動作しません。 これは3番さんの回答にある、電池が存在するだけでは電圧はかかっていない、ということと組み合わせて考えると、「回路がつながるまではポンプは稼動しない」というふうに考えていいのでしょうか。

  • 回答No.3
noname#84191
noname#84191

>>回路が切れていても例えば乾電池のプラス側は1.5Vの電圧がかかっていて、電池のマイナス側は0V(アースという?)アースとマイナスのつながりもよくわかりませんが・ 回路がきれている・・・とは電池が単体である(商品として並べてあるなど)と言う事と同じです。 その時、プラス側は1.5Vの電圧がかかっていて・・・とありますが、本当にそうでしょうか? 実は、その状態では電圧がかかってはいません・・・え!!ですよね。 プラス側は1.5Vと思い込んでいるだけです。 何を言っている、テスターで計れば1.5Vが出ているではないか?? と言うのは詭弁です。 テスター(電圧計)で計る場合、電池のナイナス側にはテスターのマイナスリード(黒の場合が多い)を接触し、プラス側にはプラスのリード(赤が多い)を接触させます。 単体の時と、電圧を測る時の、違い分かりましたか??? 電圧を測定する場合はもう条件が変っているのです。 極僅かですが、電流をテスター(電圧計・計器)に流す事によって、テスターの内部あるコイルなどに働く力(トルク)を物理的に見える様にしているのです。(アナログ計器の場合で説明しました) また、プラス1.5Vと言うのは、マイナス極を基準とした電位差の事を言っています。 所謂、基準と言うものがなければ、電圧と言うものは現れてこないのです。 もちろん、電池のプラス側は1.5Vと言っても間違いではないです。 が、それらは、先ほどの基準からの電位差が1.5Vと言う事を経験で知っているからに過ぎません。 別の言い方をすれば、見かけ上の電圧とも言う事が出来ます。 普段は、これらの理屈は省略してプラス側は1.5Vと言っていると言う事です。 また、電池の内部では、化学作用によって電位を持ち上げる事のできる能力はありますし、材料の組み合わせによって、取り出せる電圧や容量(流せる電流の大きさ)が替わります。 能力としては1.5Vの電圧を発生させる事は出来るともいえます。 その電圧を表出させるためには回路を作らなければならないと言う事です。 くどい説明でしたか? マイナスとアースについて・・ アースと言うか接地でしょうか・・には、大きく分けて二つの役割があります。 (電気の仕事に携わっていても、この区別がついていない人が多いのですよ) 一つは、保安の為の接地です。 漏電などした時に、人間などが感電しないためですね。 もう一つは、基準電位を与えるための接地です。 質問者さんが良く分からないと言っているのはこちらです。 教室などで、電池を使っての実験の場合、殆どマイナス側を接地などしなくとも影響が出ることはないでしょう。 が、一寸精密な測定を行おうとすると、接地をした方が基準が安定します。 何しろ、地球と言う、最高の導体に接続する訳ですから・・・ (詳しくは専門的になりすぎるので省略です。) アースとマイナス・・・アースはマイナスとは限りません!! 一番身近な例では、電話の交換機はプラス側アースです。 交換機など見たことないよ・・・でしょうが、プラス側アースも沢山あると言う事です。 何故プラスがアースか・・・これも、奥が深いです・・・で、今回はこれまた触れません。 先ほど、保安の為の接地と基準電位のための接地と言いましたが、現実には両方を共有している事が殆どです。 で、現場ではごちゃ混ぜに見えても仕方が無い事かも知れません。 大抵は同じ接地極に接続している事が多いですからね。 しかし、自分の中では、この場合は保安の接地、これは基準電位を与えるためと、しっかり区別をしておく必要はあるでしょう。 話が前後しますが、 プラス側をアースした場合、プラス側が0Vとなります。 で、マイナス側は当然の事ですが、マイナス○○ボルトとなります。 電池一個を1使用して、プラス極側をアースすれば、プラス極が基準でOV マイナス極側はマイナス1.5Vと言う事です・・・

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質問者からの補足

ありがとうございます。 なんとなく見えてきたような気がします。 +側をアースにするというのは具体的にどのようなつなぎ方になるのでしょうか。 もうひとつの疑問の「電流は電子の流れ、それで電球が光る、その後電子はどうなるの、どうして電圧が下がるの?」こちらも何かわかりやすいたとえとかあれば教えてください。

  • 回答No.2
  • mtaka2
  • ベストアンサー率73% (867/1179)

水とのアナロジーで電気を理解しようとする場合、 「電圧」は「水圧」ではなくて「水位」(水の高さ)と考えた方がわかりやすいかと思います。 電圧の高い低い=水位の高い低い 電気の配線=水路で、抵抗は水の流れにくさに対応します。 抵抗が小さい=水が流れやすい太い水路 抵抗が大きい=水が流れにくい細い水路 水位の高い所と低いところを水路で繋げば、水は高いところから低いところに流れます。 電池はポンプみたいなもので、水を低いところから高いところへくみ上げます。 水の流れるところに水車を置けば、水の流れる力で水車を回すことができます。 でも、「水車を回させても水がなくなるわけではない」です。 電気の流れるところに電球を置けば、電気の流れる力で電球を光らせることができます。 でも、「電球を光らせても電子がなくなるわけではない」のです。

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質問者からの補足

と言うことは、電子の流れがエネルギーを持っているということになるのでしょうか? 電圧を水位ととらえるとアースと水位の関係はどのようなとらえ方ができるのでしょうか。 例えば、10Vとの直流とー10Vの直流とアースの関係です。

  • 回答No.1
  • okormazd
  • ベストアンサー率50% (1224/2411)

>水は使った(流した)分はなくなる 本当になくなりますか。 「質量保存の法則」を打ち破る大発見ですぞ!!

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質問者からのお礼

そのとおりですね。 なくなりませんね。 失礼しました。

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    24Ωと36Ωの抵抗を直列に接続し、起電力6.0Vの電源に接続した。このとき、24Ωの抵抗を流れる電流は〔 〕Aであり、この抵抗の両端の電圧は〔 〕Vとなる。 との問題で、電流は合成抵抗となっていても変わらないとのことで、オームの法則 I=V/R から I=6.0/(24+36) で0.1Aでいいのでしょうか?それとも0.10Aと表記しなくてはいけないのでしょうか? また、両端の電圧というのが今一つ意味がわかりません。電圧降下は何となくわかるのですが、両端の電圧というのはどういう意味なのでしょうか? よろしくお願いします。

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    最初は抵抗だけで電圧・電流を制御しようとしましたが、思うように設計が出来ませんでした。 そこで、LM317を使って定電圧・定電流の回路を設計してみました。 LM317のメーカ推奨電流制限抵抗は240Ωのようでが、240Ωで13,5Vを設計すると0.005Aしか電流は流れず、とても充電器に供する事ができません。 例え電流制限抵抗を100Ωにしても、0.0125Aしか流れません。 でも欲張って、定電流・定電圧の回路を組んでみたいと思案中です。 定電流・定電圧を一度にクリアするには、R1=5Ω、R2=45Ωとすれば、 電流制限抵抗  1.25/5Ω=0.25A 定電圧出力    1.25×(1+45/5)=12.5V という計算値が導き出されます。 供給電源は、PC電源アダプタで、規格が15V2.3Aを使う予定です。(無負荷で16V有り) 定電流だけの単独回路では4Ωを使って0.3125Aとした例がHPなどにあります。 (1)定電圧回路としては、メーカ推奨の抵抗値に及びませんが、これで不都合な事が考えられるでしょうか? どこが危険で危ないのか見当もつかず、困っています。それとも、これはこれで有効なのでしょうか? (2)LM317の電圧降下は約3Vのようなので、供給電圧が15Vなら定電圧回路など組まなくても12Vとなって、更に逆流防止ダイオードの電圧降下0,6Vを見込めば11.4Vが最大電圧と決まってしまうのでしょうか? (3)他にもう一つ規格が19V3Aというアダプタもありますが、LM317の発熱を考えると出来れば使いたくないのですが、もし、使わざるを得ない場合は上記の計算値で大丈夫でしょうか? 浅学なものですから、悩んでいます。 どうぞ、皆様のご意見を頂きたく、よろしくお願い致します。

  • 抵抗の電圧降下と電流Iの求め方を教えてください。

    下の回路のそれぞれの抵抗の電圧降下と電流Iの求め方を教えてください。(文字式でいいです)見ずらくてすいません

  • 電流源と電圧源の変換について(基礎問題)

    電流源と電圧源の変換についての電圧の計算がよく分かりません。 電圧源の場合 電圧=10vとして、直列回路で内部抵抗Rs=9kΩ、負荷R1=1kΩとする。 計算として、流れる電流は、(電圧)/(合成抵抗)より、10V/10kΩ=1mA。 とすると、電流源は1mAですよね? 電流源の場合(こちらが分からない) 電流=1mAとして、並列回路で内部抵抗Rs=9kΩ、負荷R1=1kΩとする。 計算として、合成抵抗を出す。9kΩと1kΩが並列だから、0.9kΩ。 電流1mAをかけて、1mA*0.9KΩは、10Vにならない。 よって、電流源と電圧源の式が合わない。 ということで、困っています。 どこが間違っているのでしょうか? 教えてください。

  • 抵抗の電圧降下と電流Iの求め方を教えてください。

    下の画像の回路のそれぞれの抵抗の電圧降下と電流Iの求め方を教えてください。(文字式でいいです)見ずらくてすいません

  • 電圧降下により、LEDにかかる電圧はほぼゼロ?

    電子工作初心者です。勉強のため本を読んでいるのですが、 フォトダイオードを使った「暗くなったらLEDが点灯する」という回路を読んでいるのですが、よく分かりません。 明るいとき、左にあるフォトダイオードから電流が流れ、npn型トランジスタに電流が流れるのは分かるのですが、 右下のLEDには電流は流れないんでしょうか? 本の説明では「(抵抗)Rcの電圧降下によりLEDにかかる電圧はほぼゼロ」とあるのですが、自分の直感ではLEDにも電圧はかかると思うので電流も流れるように思えます(そして直感的にはLEDが光るようにも思えますが、実際はそうでないのでしょうけども……) 電源電圧Vccは6Vなのですが、6Vの電圧降下がこの抵抗Rcで起こるの、ということでしょうか? なんだからよく分かりません。 詳しい方、よろしくおねがいします。 必要かは分かりませんが Vcc = 6V LEDに流す予定の電流20mA LEDの電圧降下2.1V 抵抗Rc 195Ω フォトダイオード(S9648-100)は100luxの光で0.26mAの電流を流す

  • 電源電圧について

    初歩的な質問になってしまいますが単純な電源と抵抗だけの回路で電源10V、抵抗5Ω、電流2Aの場合、 順方向に電源から抵抗までの電圧が10Vで抵抗から電源までは0V??という事になるのですか?

  • 電圧降下??

    今第二種電気工事士の勉強をしているのですが電圧降下とはどういうものなのかよく分かりません。テキストには「電圧降下とは抵抗に電気が流れるとき、流れ込む点の電位よりも、流れ出る点の電位の方が低くなることをいう・・・」とかかれているのですがいまいち意味がわかりません。 またなぜ電圧降下は電流と逆に発生するのでしょうか? 教えてください、よろしくお願いします。

  • 直流回路の線路電圧降下の求め方は?

    よろしくお願いします。 直流回路の線路電圧降下の求め方は、 路線電圧降下=電流×電線1線の抵抗 で良いのでしょうか? よろしくお願いします!