起電力と電圧降下

起電力と電圧降下

電池に抵抗がつながれている電気回路を用いて、電池と抵抗の働きについて考えてみます:



電気回路は、よく水路に例えられます。

電池というのは、水を高い位置にまでくみ上げるポンプに相当します。

水の位置(水の高さ)は電位に相当します。

水の位置の差(水の高さの差)は電位差(=電圧)に相当します。

水の流れが電流、そして単位時間あたりに流れる水量が電流の大きさに相当します:





電池では、+極と-極に電位差が生じていて、電位を上げる働きをします。

(化学反応によってこの電位差を作り出している電池を化学電池といいます。化学電池に関しては高校化学で深く学びます。日常で使う乾電池は化学電池の一種です)

この、電位を上げることができるという能力、または電極間の電位差、のことを「起電力(きでんりょく;Electromotive force)」といいます。

(したがって、「起電力」の「力」とは力学的な力のことではありません)


抵抗は電位を下げています。

この、抵抗の両端に電位差が生じる現象、またはその生じた電位差、のことを「電圧降下(でんあつこうか:Voltage drop)」といいます。

(「電位降下(でんいこうか)」と呼ばれることもあります)

R[Ω] の抵抗をI [A] の電流が流れるときの電圧降下V[V] は:
V=RI
で表されます。

(抵抗に電流が流れていないならば、電圧降下は0[V] であり、抵抗の両端は等電位です)
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