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豆電球に電池をつなげるときの電線には電気が流れているのか
- 豆電球に電池をつなげるとき、電線には電気が流れているのか疑問です。電球が光ることにより電力が消費されているため、電線に流れているとは考えにくいです。
- また、電球から電池のマイナス側へ接続するコードは何のために存在するのかも疑問です。
- 逆に流れているとしたら、電力は豆電球を光らせるために消費されるはずですが、マイナス側に戻る電力の強さについても疑問があります。
- crtlcdpdpel
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- 物理学
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回答 質問1 流れます。 質問2 電球から電池のマイナス側へ接続するコードを外せば、電気の流れが止まり、電球は光りません。 質問3 電球が光るのはエネルギーで、電球という、電気的な抵抗のある部分を電気が流れることによって、エネルギーが発生します。 電気の流れは電池から電球へ、そして電球から電池へと、どこでも同じ量が流れます。 解説 電気の流れは目に見えないので解りにくいのだと思います。 電気の流れを電流といいます。 電流は川の流れ(水流)と同じです。 貯水池から放流された水流は、位置のエネルギを使い、川下に移動していきます。 最終的に、海にたどり着くと川の水は流れる力がなくなります。 貯水池から海に至る水路は、なだらかな場所ではゆったりと流れ、落差の大きな場所では勢いを増します。 この例で貯水池は電池のプラス極。海がマイナス極です。 落差の大きな場所が電球です。 水の位置のエネルギーが大きい場所では大きな水圧を持っていますが、流れが止まる海に行くと水圧がゼロになります。 水圧は電気でいえば電圧です。 マイナス極(終着点)で電圧はゼロになり、プラス極(出発点)で一番大きな電圧を持っています。 位置のエネルギーは水圧が低下する量に比例して消費されます。 滝では大きな水圧を消費します。電球では大きな電圧を消費します。 電球の光の量は電球での、電力(ワット)に比例します。 電力とはそこを流れる電流にその場所で低下する電圧をかけたものです。 有名なオームの法則は 電力(ワット)=電流(アンペア)×そこで低下する電圧(電圧降下ボルト)で表せます。 エネルギー量は電力ワットに時間を掛けたワットアワーになります。 余談です ゆったりとした川の流れでも、外部からポンプなどのエネルギーを加えない限り、必ず低い場所に移動します。 したがって、そこでも位置のエネルギが低下します。 電気でも、電線にはわずかながら抵抗がありエネルギーが消耗します。 このエネルギーは熱となって空中に放出されています。 海から貯水池までは蒸発・雲・雨という経路で水は戻ります。 同様に電池のマイナス極からプラス極には、電池内部の電解液等を使ってイオンの形で戻ります。 ワットは装置の電気的な特性を指し、その装置に電圧を加え、その結果、その装置の電気的特性に応じた電圧降下が発生し、そこでのエネルギー量は時間が長ければ大きくなるので、ワットに時間を掛けたのが電力量(単位：ワットアワー)と言うエネルギー量になります。
その他の回答 (4)
電流は水の流れに例えられますが、すべて同じイメージで例えることはできません。 水流と電流は全く違う現象です。 まず 電流はひとつの電源と回路の中ではどこをとっても同じです。 ですから、 質問 １ ＞この電線の中には電気が流れているのでしょうか 流れています。 ＞普通に考えたら、電球が光ることにより電力が消費されているので、電線に電力が ながれているとは考えにくいのですが。 電流と電力は一緒ではありません。 電流がひとつの回路を流れて、その結果、計算からそこである大きさの電力が消費されたという現象になるのです。 １，５ボルトの電池に１，５オームの抵抗の電球をつなぐと、１アンペアの電流が流れ、その時に１，５ワット・アワーの電力が消費されたということになるのです。電流が流れなければ電力は消費されません。もちろん光は出ません。
お礼
ありがとうございます、勉強させていただきます。
- 中村 拓男（@tknakamuri）
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電気はエネルギーの運び手です。 消費されるのはエネルギーで電気ではありません。
お礼
ありがとうございます、消費されるのはエネルギーで電気ではない、分りました。
- nottisan012
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質問１ マイナス側の線にも電流は流れています。 質問2 電気で電球を光らせたり、モーターを回したりするには、まず電気の回路でループを作り、循環させる必要があります。このため、電池から電球のプラス側へ、そして、電球から電池のマイナス側の線はどちらも電流を流すために必要になります。 質問3 たとえば、水の流れで水車を回しているイメージです。もし、どこかで水路をせき止めると水の流れがなくなり、水車の回転は止まってしまいます。 電流が流れる回路に電球を挿入します。その流れによって電球が光りますが、流れ自体はなくなりません。流れも弱くなったりしません。しかし、電池から出力される電力はだんだん減少していくので、いずれは電流が流れなくなします。電池が切れるということです。 また、電線に電流を流すには、エネルギーがほぼゼロで可能です。なので、電池の出力がほとんど電球で使用されることになります。
お礼
他の方より、質問3に関してはズバッとお答え頂きありがとうございます。参考になります。
- sego
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布製のベルトが電極の片方から片方へ移動しているような状況を想像してください。 その真ん中あたりにまた別の布などを強く当てるとその布は発熱します。 このように、電流は、摩擦の多（抵抗が高い）いところで熱になり発熱により発光します。 電球がなく、電線だけの場合、電線自体が発熱（ショートするので危険な場合も）します。 電流が流れる自体がエネルギーの消費になります。そのなかで摩擦（電気抵抗）が高いところが結果的に電力を多く消費します。 電気ストーブなど、ストーブの発熱体以外に電線やコンセントもわずかに発熱します。
お礼
ありがとうございます、参考にさせていただきます。
お礼
詳細にお書き頂きありがとうございます、読み直し、分からない部分はまた質問しますのでヨロシクお願いします。