電流の仕組み

質問

こんにちは。
電流の直列回路や並列回路のところを習っています。
苦手なので。根本的な仕組みを理解したいです。

A　直列回路
電流４aで電源１２ｖで電球aで８ｖだと、電球ｂは４ｖになるのはわかります。
ただ、aで電気を消耗してしまったのに、ｂを出てきても電流が4aで戻ってくるのが不思議でわかりません。電源自体が電流を流さなくても無限ループでずっと４a出し続けることにはならないのですか？
電球と電熱線は記号は違うけど、計算するときは同じ扱いなのでしょうか？電気ストーブのイメージでいいですか？
aで電気を消費し尽くしてしまい、bには電気が流れないということはないのですか？
電流と電圧もよくわかりません。わかりやすく言うとどう違うのでしょうか？
電気抵抗とはなんですか？なんで抵抗が生まれるのですか。

B　並列回路
二股にわかれるということは必ず半々に電流が流れないのはなぜでしょうか？
なぜ電圧は全部同じなのでしょうか？

質問多くてすいませんが、よろしくお願いします。

回答No.1

teppou · ベストアンサー

説明してみます。

　電圧は電気を流そうとする勢いの元です。電圧の圧は圧力の圧です。力と考えてもよいかもしれません。（ただ電力という別の意味の言葉がありますので間違えないでください。）

　電流は電線や電球に流れる電気の量です。目に見えませんが電気が流れているのです。

　直列回路の場合は、どこでも同じ量の電気が流れています。

　電流が消耗するのではありません。

　電気を流そうとする勢いが少なくなるのです。

　電球 a で 8v 分の勢いがなくなるので、電球 b の電圧が 4v になるのです。

　こういう場合、電球 a に掛かっている電圧が 8v と言います。

　電球に掛かっている電圧と流れている電流で電球が光ります。

　電源の電圧を高くすると、電球に掛かる電圧と電流の両方が大きくなるので、より明るくなります。

　電源の電圧が勢いのもとですから、電源がないと電流は流れません。

　初歩の電気で学ぶ直流回路では、電球でも電熱線でも電気ストーブでも電気抵抗の値だけで考えます。

　製品の種類の違いは関係ありません。

　電気抵抗とは電流を流れにくくする性質があるものです。電球や電熱線は電気抵抗をうまく使って光を出したり熱を出したりします。電気抵抗が小さい方が電流が多く流れますが、多すぎると困ったことも起こります。電球や電熱線は適切な電気抵抗になっています。

　実は電線にも電気抵抗があるのですが、大変小さいので電気抵抗はないとして考えます。

　並列回路の場合は、例えば電球ですとそれぞれの電球に電源から電線がつながっていることと同じですので、どちらの電球にも同じ電圧がかかっています。電線の長さは考えなくてよいです。電流を流そうとする勢いは同じになります。

　電球の電気抵抗が同じであれば、両方同じ量の電流が流れますが、電気抵抗が違うと電気抵抗の小さな方に電流が多く流れます。

　多少でも分っていただければよいのですが。

お礼

ありがとうございます。わかりやすかったです。電線が電気抵抗あると電気ストーブみたいに光ってしまうのですね。並列で電流がふた手に分かれてそれぞれを出したのが元の電流であるのはわかりますが、電圧が別れないでそれぞれ元と同じ電圧になるのがどうもしっくり来ません

回答No.4

Tann3

No.2です。

＞並列で電流がふた手に分かれて合計値が元の電流というのはわかりますが、ふた手に分かれても２つの電圧は両方同じという部分がやはりわかりません。もしご存知でしたらお願い致します。

　水が高いところから低いところに流れるように、電流は電圧の高いところから低いところに流れます。
　電圧差（電位差ともいう）があるから、電流が流れるのです。

　並列回路とは、水で言えば、同じ高さの池（ダムの貯水池など）から、2つのルートに分かれて水が下まで流れる、というのと同じです。どんなルートを流れても、出発点と到着地が同じなら、2つの流れの高低差は同じです。
　この「高低差は同じ」というのが、「並列に接続して電流が2つに分かれて流れても、どちらも電圧は同じ」というのと同じことを言っています。

回答No.3

teppou

No.1です。

　通常の電源は、定電圧電源と言う事もあります。（定電流電源という物もあります）

　定電圧電源とは、電気の流れる量が変化しても電圧が変わらない電源という意味です。

　実際には限度がありますが、初歩の電気の学習では電源はそういう物だとして扱います。

　並列回路に付いてですが、電球が並列に繋がれている回路を考えます。

　電球を一個点けた場合と二個点けた場合は電流の大きさは変わります。それぞれの電球に流れる電流の合計の電流が電源から流れます。

　しかし電圧は、流れる電流の大きさに影響を受けないのです。

　並列にした電球の数が増えると、それに合わせて電源の電流が増えるのです。

　電気は分りにくいところがありますが、電線や電球を流れる電流をイメージしてみるのもよいかもしれません。

回答No.2

Tann3

電流を水の流れと考えると分かりやすいと思います。

　電圧が、「高さ」（高低差）に相当します。水の流れの道筋がいくつかに分かれても、「高低差」は共通で同じです。（電気の並列接続に相当）

　電流が、「水の流れる量」です。「ザーっ」と流れるのが大きい電流、ちょろちょろ流れるのが小さい電流です。水の通路が大きければ（電気でいえば抵抗が小さい）たくさん流れ、水の通路が小さければ（電気でいえば抵抗が大きい）少ししか流れません。
　水の流れる量は、いくつかに分かれれば、各々の量は少なくなりますが、全部合計すると最初の分かれる前の値に一致します。途中で増えも減りもしません。どのような量に分かれるかは、各々の通路の「流れやすさ（通路の大きさ）」によります。必ず半々に流れるわけではありません。

　上の池と下の池との間に、中間の池があると、高低差は「上の池～中間の池」と「中間の池～下の池」に分かれます。両方に水車を置けば、上の水車で仕事をしたら、下の水車は回らない、ということはありません。上は上の水量で、下は下の水量で回ります。電気の直列接続に相当します。

　水の流れが水車を回したり何かを押し流したりして仕事をしても、水の量は減らずにふもとまで流れます。電気が光ったり熱を出しても、電流が減らずに流れることに相当します。
　高低差が大きくて水に勢いがあり、水量が大きければ、大きな仕事をします。（電圧×電流が「電力」で、電気の仕事に相当します）

　電流はぐるりと一周してまた元の所に戻りますが、実は電池や電源で電圧が持ち上げられています。水でいえば、ふもとまで降りてきた水を、上の貯水池まで汲み上げているのが「電池」や「電源」です。決して「無限ループ」なわけではなく、ちゃんとエネルギーを供給しています。

　電圧と電流をこんな風に考えてみれば、イメージがつかめると思いますが、どうでしょうか。

お礼

ありがとうございます。並列で電流がふた手に分かれて合計値が元の電流というのはわかりますが、ふた手に分かれても２つの電圧は両方同じという部分がやはりわかりません。もしご存知でしたらお願い致します。