先日、電圧とは何でしょうかと質問した者ですが

質問

特に電気に強そうな方の集まるこちらの方々にも回答をお願いします。

先日、電圧を掛けるとはどういう状態なのでしょうか？と質問させてもらい、色々な方から回答を頂きました。有難うございます。しかし色々と考えてみたのですが、自分の勉強不足と理解力の欠如で未だにしっくり来ない点があります。

電子は動くと授業でも習い、そういう回答も多かったのですが、実際に電子が動いている訳では無いという回答もありました。それは電子が不純物などに衝突するまでの時間（平均自由時間）が極めて小さいために移動している訳ではなく、あくまで電子の運動エネルギー情報だけが伝わっているという事ですか？例えば金属の中は自由電子やフォノンなどが数珠繋ぎのように密集していて殆ど身動きする事は出来ないが、エネルギーだけ伝播する事になっているという事でしょうか。

また電源の負極から電子が押し出されるや、電源は電子（電荷）を供給し続けるポンプ等の表現がありました。そういったイメージはあったのですが、電源が電子を押し出す力の源（正体）は何ですか？電荷を供給し続けるポンプの高さ（電位・電子を押し出す力の強さ）は何によって決まるのですか？これが一連の質問の中で１番知りたい内容です。
電位が高い、低いとは何によって生じるのか、また電場は導体内でどうして変化するのか分かりません。電位の高低差は単なる抵抗による電圧降下だけが原因でしょうか。電場の強さは電荷からの距離に依存し、電位も電場のした仕事で距離に依存するのは知っているのですが、それらは点電荷と置いた理想的な条件下の事しか授業で学んでいないので、実際の工学的な回路内の電荷たちの振る舞いに対しての内容は理解できていません。

個人的には
「電圧（電位差）は、高低差つまりポテンシャルエネルギーの差です。例えばｋ殻とL殻とのポテンシャルエネルギーの差が電圧（電圧）に相当します。」
という回答が１番しっくりきました。電子が電源の負極から電位の高い方へ移動するというのはエネルギー準位の高い方へ遷移するのと同じであり（そこまで移動するのに要するのがポテンシャルエネルギー）、価電子（電荷）に力（エネルギー）を与えて上のエネルギー準位に移り、電子が伝導帯で自由電子となって電流が流れるという説明にも繋がると思いました。

あまり考え過ぎると混乱してしまい、さらに新たな疑問が浮かびそうなので、この際、端的に質問すると、電源の中は何が入っていて、電圧調整つまみを回して具体的に何を変化させた結果、電源部分の電圧を変化させていて、あの中で何をしているのかだけでも教えてもらえないでしょうか。

回答No.5

hey_hey_11 · ベストアンサー

内容を読んでいるとメビウスに入っている感じですね。

電源が電子を押し出す力の源は、コンセントの電源でしょ。
コンセントの源は、電力会社の発電機です。
発電機以上の電圧を作り出すには相当大きなものとなります。
もっと言うなら、コンセントの電圧以上にする必要性はないと言うことです。
理由　内線規程より交流，直流６０V以上は危険電圧となり、有資格者でなければ扱えません。
また、家電品などの内部は直流で２４V以下で使用しています。

＞電源の中は何が入っていて、電圧調整つまみを回して具体的に何を変化させた結果、電源部分の電圧を変化させていて、あの中で何をしているのかだけでも教えてもらえないでしょうか。

電源は、トランス，トランジスタ，ダイオード，コンデンサ，抵抗などで構成されています。
電圧は、可変抵抗器です。交流電源は、可変コンデンサです。

身の回りで壊れた家電品があれば自分で分解してみるといろいろわかります。

お礼

電源装置の中にある物が分かりました。有難うございます。

回答No.6

Nebusoku3

No3の方に同感ですね。　
この回答をすると論文ができます。
考えるだけではなく、体験されてはいかがでしょうか？
例えば
１ｋｖの静電気に感電してみる。　更に　１０ｋｖ　に　と。。。　かなり実感が湧きますよ。　但し、致死量をわきまえて知識のある方とご一緒をお奨めします。

さて、
＞電源の中は何が入っていて、電圧調整つまみを回して具体的に何を変化させた結果、電源部分の電圧を変化させていて、あの中で何をしているのかだけでも教えてもらえないでしょうか。
http://ednjapan.com/edn/kw/edn_powerbasic.html
http://www.eleclabo.com/denshi/jitsuyou/power/power.html
このあたりに初歩の電源解説がありますのでご参考になればと思います。

回答No.4

DCI4

あまり考え過ぎると混乱してしまい、さらに新たな疑問が浮かびそうなので、この際、端的に質問すると、電源の中は何が入っていて、電圧調整つまみを回して具体的に何を変化させた結果、電源部分の電圧を変化させていて、あの中で何をしているのかだけでも教えてもらえないでしょうか。

★回答

あなたの問題点は全部いっしょに考えることです。

工学技術は物を作る技術で
発見された物理法則の知見を利用しているにすぎない。　

よって電源でもなんでも　モデル化して　システム化して
新たなる　設計開発に利用する技術なわけです。

たとえば電源で言えば
定電流源モデル 　定電圧源モデル　なるものを定義して
物理的に無視できる誤差範囲において　計算して設計できればよろしい。

そして必要になったら電源の詳細な設計をするために
原点である　物理法則の知見に帰るということですね。

すべての工学的に作られたものは　そのつど　利用して　目的のことを達成すればいいわけです
他の人が分担して作ってくれた物を　利用する技術なのです。

回答No.3

rabbit_cat

電圧とは何か、電流とは何か、を本当に突き詰めて考えたくなったら、
電磁気の基礎法則である「マクスウェルの方程式」にまで戻らないと駄目です。

電圧とか、電流とかは、あくまでマクスウェルの方程式から、二次的に導出された概念です。
「電圧とは何か」を知りたくなったら、そのもとの基礎方程式であるマクスウェルまで戻らないと駄目です。

ただし、じゃあマクスウェルの方程式に出てくる、電束密度Ｄとか、磁束密度Ｂとか、っていうのは何なんだという話になると、それは「なんでかは知らないけどとにかくそういうものがある」とするしかないです。

それでは納得いかない、となると、今度は、量子論、さらには現代物理にまでつながっていきますが。

回答No.2

shintaro-2

>この際、端的に質問すると、電源の中は何が入っていて、電圧調整つまみを回して具体的に何を変化させた結果、電源部分の電圧を変化させていて、あの中で何をしているのかだけでも教えてもらえないでしょうか。

いろいろな方式の電源回路がります。
例えば、コンデンサに充電をすると電圧が上昇していきますよね。それを中途半端な値で止めれば好きな電圧を得ることができます。トランジスタをオン・オフすることにより充電して電圧を決めています。

電圧調整つまみを回すと、通常はそのつまみは可変抵抗器に直結していて、その抵抗値に基づいて電子回路がトランジスタのオン・オフのタイミングが変化させています。

回答No.1

tzd78886

電源といってもあまりにアバウトなので、いわゆる家庭用の電子機器の電源に限って説明すると、

電子機器は直流でしか動きません。家庭用電源は単相１００ボルトなので、これを直流に直す必要があります。トランスで変圧して、整流回路に入れて直流に直します。これは交流を直流に変えるだけなので、電圧に変動があります。これにコンデンサをかませてなるべく変動を小さくします。

つまり、電源回路に入っている物は（基本的には）トランス、整流回路です。これ以外に３端子レギュレータなどと言うICが使われていることもありますが、話が長くなるので省略します。詳しく知りたければご自分で調べてください。