電気抵抗について

質問

なぜ電気抵抗は、断面積が小さく長さが長い程高くなるのですか？

回答No.3

sanori · ベストアンサー

＞＞＞何だか質問が増えてしまいました。
＞＞＞申し訳ないです。

いえいえ。

＞＞＞
という事は、電気抵抗が高くなるのではなく、電子の流れそのものが減るということでしょうか。

オームの法則は、元々電圧と電流に比例関係があることが見出されたことによって誕生しました。
比例を示す式は、
電圧　＝　なんちゃら　×　電流
です。
ここで、一定電圧では「なんちゃら」が大きいほど電流は小さくなります。
ですから、「なんちゃら」は、電流の流れにくさという意味で、「抵抗」と名づけられたわけです。

抵抗　＝　電圧　÷　電流
です。

道が広がれば電流は大きくなりますから、
抵抗　＝　電圧　÷　電流
は小さくなりますよね？
ですから、電流が流れやすいほど、「抵抗」という名の定数は小さくなるわけです。

あるいは、このように考えてください。
細いホースを１０本束ねるのと、１本のホースの断面積を１０倍にするのとは同じだというイメージはできますか？
これは、同じ抵抗値の１０個の抵抗を並列つなぎにすると、合成後の抵抗値は１０分の１になることを示しています。

＞＞＞
また、面と長さ（高さ）の関係がよく分かりません……
長いほど電子の散乱回数が増えるのに
面が広まっても散乱回数は増えないのですか？
面においては流れる電子が散乱する電子より多いという事ですか？

断面が広がっても、散乱回数は同じです。
散乱回数は、道のりだけで決まるものですからね。
深い草むらの中を、大きな荷物を引きずって歩くとき、
草むらの幅が広かろうが狭かろうが、草むらの中を進む限りは、
荷物を引きずる苦労は変わらず、引きずる距離で決まるということです。

こんな説明でよいですか？

お礼

お礼が遅くなり大変失礼致しました。

式から出てきたものを具体的な事象？に変換することが出来なかったのですが、これですっきりしました。

例えもとても分かりやすかったです。
二度もお付き合いいただき本当にありがとうございました！！

回答No.5

p-tenshi

水道管で考えてみてください。
水槽の高いところから低いところに水を流します。
このとき管が太いほうが流れやすく、短いほうがよく流れます。
この逆で、細い管で長いと水は流れにくくなります。このときの水の流れにくさが抵抗です。電気でも同じことが言えます。つまり水が電流、水槽の高さが電圧です。こう考えるとわかりませんか？

お礼

お礼が遅くなり大変失礼致しました。
無事解決致しました！
この度は有難うございました。

回答No.4

noname#95070

＞「電気抵抗は電流の流れにくさと理解していたのですが・・・」
あなたは勘違いしているんじゃないですか？
例）ある物体（一片αの立方体）の対角線上の点に電極を付けた時、この電極間の電気抵抗は、電極間の電圧を電極間を電流で割ると出る（R＝V/I）

電気抵抗というのはこの例のように、物体の形状に左右される、ある”物体”の電極間の”電流”の流れにくさのことです。

それとは別に抵抗率ってものがあります。これは、物体の形状に左右されない、ある”物質”の”電子”の流れにくさです。

＞つまり、
電流の流れにくさと電子の流れにくさは別。
電子が流れにくくても断面積が大きければ”全体としての”電子の流れる量（電流）は多く（大きく）なる。

＞簡単に言うと
・電流は電子がある断面積を通過した量
・電圧は電子を動かそうとする力
・抵抗率は電子の動きにくさ
・抵抗はある電極間を移動する電子“達”の動きにくさ

＞その他
・電子が動きにくくても断面積が大きければ、電子がある断面積を通過した量は多くなる。
つまり、同じ電圧でも電流が大きくなる→R=V/I→抵抗が小さくなる
・長さが長いと電子はより長い時間抵抗を受け続けるので、電子を動かそうとする力を大きくしないと、電子がある断面積を通過した量は一定にできない。
つまり、同じ電流でも電圧は大きくなる→R=V/I→抵抗が大きくなる

お礼

お礼が遅くなり大変失礼致しました。
恥ずかしながら確かに勘違いしている様でしたが
これで解決致しました。
有難うございました！！

回答No.2

sanori

こんばんは。

断面積についての説明は簡単です。
ホースの中を流れる水をイメージしてください。
ホースが細いほど（＝断面積が小さいほど）、単純に、流れる量は少なくなります。

次に、長さについてですが、
電気抵抗というものは、電子が媒体（導線）の中で散乱されることによって生じます。
電子の散乱を、空気抵抗や摩擦にたとえればわかりやすいと思います。
特に、滑り台での摩擦の大小なんかは、電気抵抗のイメージに近いです。
道のりが長いほど、空気抵抗や摩擦力を受ける度合いが増します。
つまり、道のりが長いほど（滑り台が長いほど）、同じ電流でも電子の散乱回数が多くなる、ということです。

以上、ご参考になりましたら。

補足

回答ありがとうございます。

断面積ですが、
＞ホースが細いほど（＝断面積が小さいほど）、単純に、流れる量は少なくなります。
という事は、電気抵抗が高くなるのではなく、電子の流れそのものが減るということでしょうか。
電気抵抗は電流の流れにくさと理解していたのですが、この場合も電気抵抗が高くなると表現出来るのですか？？

また、面と長さ（高さ）の関係がよく分かりません……
長いほど電子の散乱回数が増えるのに
面が広まっても散乱回数は増えないのですか？
面においては流れる電子が散乱する電子より多いという事ですか？

何だか質問が増えてしまいました。
申し訳ないです。

回答No.1

ymmasayan

水道にホースをつないだのと置き換えて見ましょうか。
太くて短いホースだと水は勢い良く(沢山)飛びます。
逆に細くて長いホースだと水量が少ないです。

電気でも同じことが起こります。
電気抵抗＝電圧／電流ですのでご質問のようなことになります。

お礼

早速の回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます。