Top >  00講義への質問&感想集 >  34基本編 電気19 >  [19講] [オームの法則・ブリッジ回路]への質問

[19講] [オームの法則・ブリッジ回路]への質問

@50分あたりの例2の(2)でどちらが正の向きなのかの根拠が分かりません。
Aまたその回路方程式をたてるときに
抵抗には電流が流れていないからRIの項=0、という解釈でよいのでしょうか?
B(3)で発生したジュール熱の求め方もいまいち分かりません。

C前回電位のイメージがいまいち分からないと書きましたが、自分は何が分から
ないのか考えると次のような疑問に至りました。
(点電荷間や平行板コンデンサーでの)電位が電位と距離を使ってエネルギーとし
て求まるのは分かるのですが、回路中での電位が納得いかないです。さらに言う
と電池と抵抗のイメージが納得できません。実際に流れるのは電子(マイナス粒
子)ではないのでしょうか?電気的地形を考えるときは+粒子が動くと考えなけ
ればならないのでしょうか?

話がうまくまとまらないのですがとにかく電池の(電位をあげる)イメージと電場
のイメージが頭のなかでリンクしません。

@〜Cアドバイス宜しくお願いします(m_ _m)

PCレター画像はこちら


(回答)

> @50分あたりの例2の(2)でどちらが正の向きなのかの根拠が分かりません。

回路方程式を立てるときの「起電力の正の向き」(赤でぐるっとまわしてある矢印)のことでしょうか?

「起電力の正の向き」は、どちら向きでもかまいません。力学で座標の正の向きをどちらに決めてもよいのと似ていますね。

> Aまたその回路方程式をたてるときに
> 抵抗には電流が流れていないからRIの項=0、という解釈でよいのでしょうか?

はい。十分時間がたったら、コンデンサー部分に電流が流れなくなるので、その結果、
抵抗にも電流が流れなくなります。

> B(3)で発生したジュール熱の求め方もいまいち分かりません。

この場合、電流が一定ではないので、

RI^2×時間 のように、直接、ジュール熱を計算することができません。

そこで、エネルギー保存則を使って、間接的に求めます。

(ジュール熱)=(スイッチを入れる前の静電エネルギーの和)
          −(スイッチを入れた後の静電エネルギーの和)

静電エネルギーをスイッチを入れる前後で比較すると、減ってしまっているんです。
そのエネルギーはどこに言ったんだ??と見渡すと、犯人として抵抗以外には
考えられません。

「おまえか!!エネルギーを外に逃がしたのは!!!」

というわけで、減った分のエネルギーがジュール熱と等しくなっています。

> C前回電位のイメージがいまいち分からないと書きましたが、自分は何が分から
> ないのか考えると次のような疑問に至りました。
> (点電荷間や平行板コンデンサーでの)電位が電位と距離を使ってエネルギーとし
> て求まるのは分かるのですが、回路中での電位が納得いかないです。さらに言う
> と電池と抵抗のイメージが納得できません。実際に流れるのは電子(マイナス粒
> 子)ではないのでしょうか?電気的地形を考えるときは+粒子が動くと考えなけ
> ればならないのでしょうか?

実際には、電流の逆向きに負電荷である電子が移動するのですが、「負電荷」「逆向き」
というのが分かりにくいので、通常は、「正電荷」が電流と「同じ向き」に移動しているとみなします。

電池は、負極(低電位)から正極(高電位)へ正電荷を持ち上げる装置です。
下から上へ電荷を移動させるのですから、エネルギーが必要です。それを化学エネルギーなどで外から供給しています。

抵抗は、電流の上流から下流へ電位がRIだけ下がる部品です。
抵抗を通過すると、正電荷の持つ位置エネルギーが下がってしまいます。
その分は、ジュール熱として外へ放出されています。

 <  前の記事 160-9への感想(あっちゃんさん)  |  トップページ  |  次の記事 [19講] オームの法則について  > 


このページについて

このページは「物理の疑問Q&A〜大学受験物理を学ぶヒント」の記事のひとつです。

他にも多くの記事があります。トップページサイトマップもご覧ください。

物理Web講座公式サイト
東大・京大合格体験記あり!
大学受験の物理・社会人も

メールマガジン
カテゴリー

リンク集