電圧の向き（正負）について

質問

電圧って電位差のことですよね？

ということは電位が大きい方から電位が小さい方に電流が流れるとき、
電圧はプラス（＋）の大きさで作用していると言えるのでしょうか？

逆に電位が低い方から電位が高い方へ電流が流れるとき、
電圧はマイナス（－）の向きに作用していると言うことが出来るのでしょうか？

教えてください
よろしくお願いします。

回答No.10

angkor_h · ベストアンサー

No.8です。
No.9さんは私の投稿に対する意見でしょうか。元質問者を差し置いて申し訳ありませんが…

> つまり誘導作用による起電力により発生する電流、…
⇒コイルに電流を流し込む場合は、電流の変化にしたがって電圧が発生します。つまり、電流が増えつつある時は流れ込む側に正電圧(逆起電力)が発生し、減少しつつある場合は負電圧が発生し(ここで、電圧電流が方向逆転)、交流電源では、電流が電圧より位相が送れて、と言う現象です。
起電力により発生する電流は、電磁結合された二次側で負荷があってのこと。

元質問者のかたも、ご参考に。

補足

物理って難しいですね

回答No.9

fxq11011

なるほど、誘導電流とはそんな電流のことなんですね。
つまり誘導作用による起電力により発生する電流、したがって、起電力を知らずして、電流と電圧のみで考えると、マイナスからプラスへ流れることのなるため、矛盾を感じるのですね。

回答No.8

angkor_h

No.2です。

> 誘導電流は低い方から高い方へ電流が流れるのではないでしょうか？
⇒ご質問には無かったもので、これには触れませんでしたが、

電池のところで触れたように、これは電源としての作用です。
通常の抵抗は、電流が流れることによって電圧降下が発生します。
しかし、電池や誘導電流は電圧源としてお考ええください。
誘導電流による電源の例はトランスの2次側がわかりやすいといえます。

同じ誘導電流を発生するコイルでも、電流を流し込めば電圧を発生しますが、この場合の電圧は電流の値にはよらず、時間変化量に比例します。
よって、見方によっては高いほうから低いほうに流れたり、その逆もあります。

これ以上は教科書をよく読んでご理解なさることをお勧めします。

回答No.7

fxq11011

電源の内部での電流！。
確かに負荷（回路）を繋げば、電池等の内部では、－から＋へ電流が流れていることになります。
でも、それは電位差がある（電位差の働き）ではなく、起電力といいます。
本来は－から＋へは流れませんので、化学エネルギー（電池）、運動エネルギー（発電機）を使って、－から＋へくみ上げているため、外部から電流のみにとらわれて見ると、－から＋へ流れていると思うだけです。

回答No.6

中村 拓男（@tknakamuri）

電源や発電機の内部の電流のことをいっているのだと思いますが、
これはマイナス側からプラス側に流れます。

電地や発電機は、化学変化や電磁誘導で電流をプラス電極に送り込み、
マイナス電極から吸い込む「力」を持っています。

その結果回路というループに発生するのが電位差です。結果と原因が逆であることに
注意してください。向きが逆なので電流が「回る」のです。

回答No.5

fxq11011

誘導電流、交流については詳しくありませんが、電圧と電流の位相がずれることがあるらしいです。
その辺を全く考慮せず低い方から高い方へ流れる、と受け止めてしまっては、次の思考が行く詰まるのか間違いのもと、と思います。
高い方から低い方へ、の原則は変わりません。
＞電圧はマイナス（－）の向きに作用していると言うことが出来るのでしょうか
したがって、この考え方はすでに間違いの一歩です。
例はかなり異なりますが、ボールを投げるとき、手を離れるまでは力を加えています（＋から－への力）、手を離れた瞬間この力はなくなりますが、ボールは前に飛んでゆきます。
大きな船では、減速（ブレーキ）に逆推進かけます、逆推進＝電圧逆、推進力が逆になっても、進む方向は変わりません。
参考　誘導電流、どんな状態を言っているのかよくわかりませんが、２つのコイルで、もう一方に誘導される電流は逆になりますが、それはもう一方に誘起される電圧が逆のためです（念のため）。

回答No.4

fxq11011

＞電位が大きい方から電位が小さい方に電流が流れるとき
正確には、高い、低いを使いましょう、国語はすべての基本です（考えるときに間違いの元になります）。
水の流れでも、小さな池から大きな池に流れ込む、は十分あり得ますが、低い池から高い池に流れ込むことは、少なくとも自然現象ではあり得ません。
＞逆に電位が低い方から電位が高い方へ電流が流れるとき
あり得ません、回路の一部分だけをみると、そう思える部分があるかも知れませんが、全体を見れば、高い方から低い方に流れています。
２点を特定して、電位の低い点から高い点に向けて電流を流したいときは、低い点の電位を別の点の電位を超える電位に上げる必要があります（例　別の点の電位より高い電位の電源を逆接続）。
参考、電圧の異なる電池を並列に接続すると、電圧の低い電池は、単なる抵抗と同じになります（乱暴な表現かも知れませんが、起電力の電圧分が抵抗になるだけ）

補足

すみません。電圧は低い高いが正しいんですね。誘導電流は電位が低いところから高いところへ流れますよね？？

回答No.3

Quarks

>電圧って電位差のことですよね？

そのとおりです。

>電圧はプラス（＋）の大きさで作用していると言えるのでしょうか？
>電圧はマイナス（－）の向きに作用していると言うことが出来るのでしょうか？

こちらの文章は、意味がわかりません。物理の言葉になっていないからです。

>電位が大きい方から電位が小さい方に電流が流れるとき、
　（略）
>逆に電位が低い方から電位が高い方へ電流が流れるとき、

これは、回路内にいくつかの電池や抵抗があり、回路には電流が流れている。そんな状態を想定しているのでしょうか。キルヒホッフの法則を使う例題を考えているのかなと想像しました（添付図参照）。

回路内の或る電池を電流が流れるとき、その電流が電池の－極側に流れ込み、＋側から流れ出ていくようになっている場合（添付図の電池Ａの場合）もあれば、逆に電流が電池の＋極側に流れ込んで、－側からでていくようになっている場合（電池Ｂの場合）もありえます。
つまり、回路にあっては、個々の電池だけを見て、その端子の＋，－から、その部分の電流の流れる方向を定めることはできないということです。

添付図で考察してみます。
点Ｅはアースされているので、その電位は０[V]です。同時に、２つの電池の－側と繋がっていることから、２つの電池の－側の電位は　０[V]であることも明らかです。
点Ｃは、１０[V]の電池Ａの＋側に接続されているので、電位は＋１０[V]です。
点Ｄは、５[V]の電池Ｂの＋側に接続されているので、電位は＋５[V]です。
Ｃ，Ｄは、ＣがＤに対して、１０－５＝５[V]高い状態になっています。
ですから、抵抗を流れる電流は、
　Ｃ→Ｄ
の方向で、この抵抗を流れる電流をｉとすると、電圧降下と電流・抵抗との関係より
　５＝２・ｉ
が成り立っていますから、
　ｉ＝２.５[A]
だということが判明します。　
この電流が流れるためには、図の→のように流れるしかありません。
その結果、ご覧の通り、電池Ａでは、－極に流れ込んだ電流が＋極側から出て行っていますが、電池Ｂでは、＋極から流れ込んだ電流が－極側から出て行くことになります。

補足

ありがとうございます。誘導電流のことを言いたかったのですが、誘導電流は電圧が低いところから高いところへ逆流しますよね？

回答No.2

angkor_h

何をどのようにどのような言葉で表現すればあなたの考えに合致するのかがいまいち自信が有りませんが…

電圧とは、電圧0V(観測基準点)に対する電位差です。また、電圧100V点と90V点の電位差は10Vです。
電流は、電位差が、その間の電流を制限する抵抗に作用して、大きさが決まります。別な言い方では、抵抗に電気が流れることにより(電流が作用して)電位差が発生します。
この場合、「作用する」のは、電位差?　抵抗?　電流?　作用と言う言葉の定義はどちらでしょうか。
電源が電圧源か電流源かで表現も変わるでしょう。

> 逆に電位が低い方から電位が高い方へ電流が流れるとき、…
この場合、先の説明とは逆に電流が流れていることになります。つまり、別な作用が存在する、と言うことです。
しかし、これは何を想定しているのでしょうか?
二次電池の放電は、電圧高から電流が出てきて、負荷にはそれによって電圧降下を発生し、負荷は電圧高→電圧低に電流が流れています。これは電池の電圧低に回収されます。
しかし、二次電池は電圧低→電圧高に電流が流れている、とは表現しません。
二次電池の充電では、電圧高に電流が流れ込みますが、電圧低に抜けるのではなく、電池内に蓄えられます。

言葉にとらわれずに、現象を理解して平易な言葉で表現すれば良いと思います。
専門家は素人に理解しがたい言葉で身を固める傾向がとっつきにくい原因かと思います。
専門家の言葉を一般の方が理解する必要性は、その意味を自らが理解するためであって、他人に専門用語で説明するためではありません。

補足

誘導電流は低い方から高い方へ電流が流れるのではないでしょうか？

回答No.1

Saturn5

高いところから低いところへ水が流れ落ちるとき、
重力が作用していると言えます。
では、低いところから高いところに水が登るとき、
重力がマイナスに作用しているというでしょうか？

言葉の定義以前に水は低いところから高いところへ登りません。
同様に、電流も電位の低い方から高い方へは流れません。

「そういうとき」が存在しないので、定義自体ができません。

補足

誘導電流は低い方から高い方へ電流が流れますよね？