電池を直列につなぐと電圧が上がるのはなぜ？

質問

電池を直列につなぐと電圧が上がるのはなぜなのでしょうか？
下記のページ等を見て
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/denchi1.html
電流がなぜ流れるのかはだいたい理解できましたが、２つ電池をつなげても
倍の電流が流れるとは思えません。
何かわかりやすい説明をしているサイトなどあったら教えてください。

回答No.2

blue_rose · ベストアンサー

こんにちは

電子の流れを考えてみると、意外と簡単かもしれませんよ。
実際の反応とは、ちょっと違うかもしれませんが・・・
繋がっている、ということは、それぞれ単独で反応しているのではないということです。

たとえば、ある単位時間に、1つの電子を流す（受け渡す）電池があるとします。
直列につないだ場合、たとえば基点となる電池Aの＋から電子を1つ放出したとします。－から電子をうけっとた電池Bは、電子による反応と自身のイオン化傾向の差により、＋から2つの電子を出すことになります。
電池Aは－から電子2個を受け取り、1つは反応の完成に使われ、1つは新たな反応に使われ、さらに自身のイオン化傾向の差から1つの電子、計2つの電子を放出します。
次に電池Bも電子がひとつ足りない状態なので、うけっとた2つの電子のうち1つを反応の完成に、1つを新たな反応に使い1つの電子を放出して、さらに自身のイオン化傾向の差から1つの電子を放出するので、電池Bの＋から電子2つが放出されます。
これ以降は繰り返しですので、単位時間に１つの電子を受け渡すことのできる電池を直列すると、２つの電子の受け渡しを行う、ということになり、２倍の電圧、２倍の電流になるわけです。

電池AのZn極で、まず、イオン化傾向の差から、電子が2つ放出されたとします。
　　Zn　→　ZnII+＋2e-　・・・　(1)
放出された電子は、電池BのCu極で、
　　CuII+＋SO4II-＋2e-　→　Cu＋SO4II-　・・・　(2)
そうすると、電池BのZn極で
　　Zn＋SO4II-　→　ZnII+＋SO4II-＋2e-
　　また、自身のイオン化傾向の差から、
　　Zn　→　ZnII+＋2e-
　　合計4つの電子を放出することになります。・・・　(3)
電池AのCu極に、電子4つが受け渡されますが、(1)の状態では、電子は受け渡された（放出された）という前提ですので、水溶液中の負の電荷が2つ不足している（電子が2つ少ない）ことになります。そこで2つは補充のように使われ、残りの2つから(2)～(3)のようになり、後は繰り返し・・・
という感じだと思いますが・・・
最初に、「電子の流れ」と書いてしまいましたが、実際は受け渡されるよる様なものなので、受け渡しと考えたほうがわかりやすいかもしれません。

お礼

私が聞きたいことの答えのような気がします。
しかし、イオンのあたりの話がよくわかっていないので、そのあたりから
勉強しないとblue_roseさんのおっしゃっていることが理解できないかも
しれません。
どうもありがとうございました。

回答No.4

Ichitsubo

電圧というのは高低差によく例えられます。

1Vの電圧を持った電池を考えましょう。
この1Vとは、電池をはさんだ両側の「高低差」が1Vだと意味しています。-極側に対して+極側が+1V高いというわけです。
この電池を直列につなげると、電池1の-極側に対して+1Vの場所に電池2の-極をつなげるということですから、電池2の+極側は、電池1の-極側にに比べて+2V高い位置にあるはずです。

回答No.3

No1kizoku

No.1、No.2さんが殆ど説明していますが、蛇足ながら補足を。
実は電池自体も「電気抵抗」となる要素があります。
一般的には内部抵抗と呼ばれています。
故に、厳密には２倍の電流とはなりません。(まあ誤差程度。)

例えば３個の電池を用意し、２個を順方向に、もう１個をワザと逆方向に繋げて電球をつけるとどうなるか？
答えは「電池１個の場合より薄暗く光る」です。
単純に２－１＝１個分の明るさとなりそうですが、上述の内部抵抗が影響するのです。

また、電池の抵抗値は電力を消耗するにつれ大きくなります。
新旧の電池を組み合わせて使うとこの抵抗が大きくなるばかりか「過放電」となり、深刻な損傷（昔は破裂、現在は液漏れ）に繋がります。
メーカーが「新旧電池を混ぜて使うな」と注意するのはそのためです。

以上、参考まで。

すいません、サイトはよく分かりません、悪しからず。

回答No.1

rukuku

はじめまして

I=E/R　(E=RI)という式はご存じでしょうか？
I:電流
E:電圧
R:抵抗
私の場合は、中学生で「ERIちゃんマーク」と習いました。
E
---
R I
です。

電圧＝電気を流そうとする力
抵抗＝電気の流れにくさ
と考えてみてください。
電池は“抵抗”に負けず、電流を流そうとします。
電池の電流を流そうとする力は電池を直列につなぐことによってプラスされます。
電流を流そうとする力が倍になるために電流も倍になります。