< 電 気 工 学 > |
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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
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抵抗の接続
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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=R1+R2+・・・+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=V1+V2+・・・+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, R2 Rn
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
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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.
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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。
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