電圧降下法について質問です。

質問

電圧降下法について質問です。

タングステン電球とカーボン電球を使って
電圧降下法の実験をしたのですが、
抵抗値を計算してその結果を
縦軸電圧、横軸電流のグラフに書き表してみたら
どちらも２次曲線のグラフになってしまいました。

理論上では、比例したグラフになっているのですが
この結果は異常なのでしょうか？

また、２つの電球のグラフの形状が異なるのはなぜなのでしょうか？

わかる方がいましたら
教えてください。

回答No.2

IrGacria · ベストアンサー

理論上では、というのはオームの法則を念頭においているのでしょう。
オームの法則は、物理を支配する基本法則の一つではありません。
室温の金属で、電流値（密度）が小さい場合に限って成立する半ば経験的な法則でしかありません。

一般に、駆動力（電界）と速度（電流密度）の比例関係が成り立つのは、散逸（電気抵抗）が定数である場合に限ります。駆動力と速度の比例係数が散逸に相当します。物体の摩擦運動でも流体の抵抗でも、電気抵抗でも考え方は一緒。
いまの系では、散逸は発熱量（おそらく電流密度の単調増加関数）に強く依存していますから、比例関係にはならないのが自然です。駆動力が小さい領域の直線をそのまま延長した曲線と、実際に観測された速度の「差」が、新たな散逸になります。一般的にはその散逸のメカニズムは分からないのですが、発熱に起因するのであれば、傾きは発熱量（電流値）に比例しそうです。直線からの差が1次関数で大きくなるので、結果として2次関数のような形になるのです。

お礼

発熱が原因の一つなんですね。
とてもわかりやすく教えていただきありがとうございます!

回答No.1

noname#121811

温度によって抵抗値が変わるからです。
タングステンとカーボンの違いは、うろ覚えですが、温度上昇によってタングステンは抵抗増加、カーボンは抵抗減少だった筈です。

お礼

とても参考になりました!
ありがとうございます。