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グローリーステーションが照明学の基礎まず電気工学について解説させていただきます

< 電 気 工 学 > 
 
電気抵抗

 
回路抵抗


物体には“導体”と“絶縁体”があり、このうち導体というのは電気の通過を“自由に許す”ものである。しかし、この自由というのは完全に自由ではなくある程度の“抵抗力”がある。
これは、“導体”自身にも電流の流れに反抗する動作がある。
これを電気抵抗という。
抵抗の大きさを表す単位は。オーム(Ohm 略単位記号Ω)である。

 オームの法則

*導体に流れる電流は、その導体の両端に加えた起電力を、導体のもっている抵抗で割ったものである
*電流は電圧に比例し抵抗に反比例する。
*電流(アンペア)=起電力(ボルト)
             抵抗(オーム)
電圧をEボルト、電流をIアンペア、抵抗をRオームとすると。 I = E
                                    
R

あるいはこの式の形を変えるとE=IR(電圧=電流×抵抗)
R = E
   T


抵抗電圧
     電流
 で表すことが出来る



抵抗の接続

 
 抵抗の直列接続

図のように2個以上の抵抗を1列に接続するものを“直列(シリーズ)接続”という。


一般に、直列に接続された抵抗をR1、R2、・・Rn〔Ω〕とし、両端に電圧Xボルトを加えた場合を考えると、全体抵抗は、
              R=RR・・・+Rn・・・〔Ω〕

で与えられる。
また、回路の電流Tアンペアは
     T= V =   1     となる。
         R   R1+R2+Rn

さらに、各抵抗にかかる電圧は
              V1=I×R1(ボルト)、V2=I×R2(ボルト)、・・・・・・Vn=I×Rn(ボルト)
となり、全電圧Vは、
            V=VV・・・Vn(ボルト)       となる。

抵抗の並列接続
図のように2個以上の抵抗を同じ形で並ぶような接続のしかたを“並列(パラレル)接続”という。



各抵抗の電流は
 
   I1
=X  I2=X ・・・ In=V 
      R1,   R      R
 

となり、合成電流Tアンペアは、
T=T1+T2+・・・・+Tn
= X   ( . 1 + 1 + ・・・・・ 1 )
        R1 R2       Rn

合成抵抗R= X=    1           となる。

          
 T .  1 + 1 + 1 .
                R1 R2 Rn
     

電圧降下


 電源に近い負荷(明るい)と遠い負荷(少し暗い)とでは明るさが多少違う。これは回路が長いための電圧降下が原因。
すなわち、電線中を電気が流れるときその電線の抵抗のために電圧が使われ、その分だけ電灯の電圧が下がるためである。
導線(電線)の抵抗は、長さに比例し、太さ(断面積)に反比例する。
この点を考え、電線の太さを決め、電圧降下を防ぐべきであ
る.

 

電力と電力量

 
電気は電圧を加えて電流を流し、電灯を点火したり、電熱器を加熱したりモーターを回りたり色々の電気的仕事をする。
この仕事の量を電力量と云い、1秒間の電気のする仕事を電力と云う。
この電力の単位にワット(Watt単位記号W)が用いられる。 すなわちこれを数式で表すと、

電力(ワット)=電圧(ボルト)×電流(アンペア)
となる。
例 ある電熱器に100ボルトの電圧を加えたら5アンペアの電流がながれたとする。
この場合の電熱器の電力は
電力=電圧×電流
   =100×5=500〔W〕
   =500〔W〕となる。

また電気のパワー(仕事量)を電力量という。
この場合の電気的仕事量(電力量)の単位にはジュール(Joule)
あるいはワットアワー(単位記号Wh)を用いている。
すなわち電圧1ボルトで、1アンペアの電流が、1秒間にわたって流れたときの電気的仕事量を1ジュールと定義する。

電力量は一般に次の式で計算する。
電力量=電力×時間
電力量が大きくなると、この1000倍のキロワットアワー(kWh)と云う単位を用いる。
例えば100ボルトの電圧で5アンペアの電流を流す電熱器を3時間使ったとすれば
電力量=電力×時間=電圧×電流×時間
    =100×5×3=1500〔Wh〕
    =1.5〔kWh〕 となる。