直流回路(その2)

目次

電池に関する事項

電池の起電力
電池の内部に電流を流さないで測ったときの両極間の電圧
端子電圧
電流を流しているときの両極間の電圧
電池の内部抵抗
電池のプラスとマイナスとの間の電圧.端子電圧V[V]は,起電力E[V]より小さい.これは電池内にも電気抵抗r[Ω]があり,電池内に電流I[A]が流れるとき,rI[V]だけ電圧降下を生じる.だから,V = E - rI[V]となる.この時のrは内部抵抗と言う.

電流計と電圧計

電流計は測ろうとする電流が流れている抵抗に直列につなぎ,電圧計は測ろうとする電圧がかかっている抵抗に並列につなぐ.もし,電流計の測定範囲を大きくしたいなら,分流器を使う.電流計の測定範囲をn倍にするとき,電流計の内部抵抗の 1 / ( n - 1 )倍の抵抗を並列に連結すればできる.逆に倍率器を使えば測定範囲の電圧をn倍にできる.やり方は,内部抵抗のn-1倍の抵抗を直列に連結する.

ホイートストンブリッジ

このような回路で,検流計Gに電流が流れない時には以下の関係がある.

R 1 R 4 = R 2 R 3

非オーム抵抗(非線型抵抗)

抵抗値が電圧・電流の大きさによって変わる抵抗を非オーム抵抗とか非線型抵抗と呼ぶ.その関係を示すのが特性曲線.この問題を解く場合は,電圧V,電流Iを使って,回路の条件や問題の条件を勘案しつつ式をたてて,特性曲線と照らし合わせた交点を読む.

半導体,ダイオード

抵抗率が導体と絶縁体の中間の値を持つ物質を半導体と呼ぶ.ゲルマニウム(Ge)とかシリコン(Si)とか.GeやSiの結晶にPやSbが微量混入すると,電子が余ってこれが電荷の運び手になる.これをN型半導体と言い,逆にAlやInが微量混入すると電子の孔(正孔,ホール)ができて,その移動によって電荷が移動する.P型半導体

このP型とN型を結合すると,順方向に電圧をかければ電流が流れやすいが,逆方向では電流を流しにくい性質のものができる.これがダイオード


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