電磁気学と自由主義

個人的な電磁気学の勉強メモと、自由主義思想に関するメモ。

電気抵抗の直列・並列と、かかる電圧

以下は本当にメモ程度。間違っているかもしれない。

直列につないだそれぞれの抵抗にかかる電圧がどのように収束していくのか

イメージができなかったため考えてみた。

 

電圧とは電位差であって、電場ではない。
電場は電位差間の傾斜である。

抵抗値は、抵抗の材質と形状により決まる。
形状が同じでも材質が異なれば抵抗値は変わる。

10Ωの抵抗に100Vの電圧をかけると、10Aの電流が流れる。(1000Wのエネルギー)
40Ωの抵抗に100Vの電圧をかけると、2.5Aの電流が流れる。(250Wのエネルギー)

10Ωと40Ωを直列につないだ抵抗に100Vの電圧をかけると、2Aの電流が流れる。

10Ωと40Ωを直列につないだ抵抗に100Vの電圧をかけると、
10Ωの抵抗には10Ω×2A=20Vの電圧がかかる。(40Wのエネルギー)
40Ωの抵抗には40Ω×2A=80Vの電圧がかかる。(160Wのエネルギー)

10Ωと40Ωを並列につないだ抵抗に100Vの電圧をかけると、12.5Aの電流が流れる。
10Ωの抵抗には100Vの電圧がかかり、10Aの電流が流れる。(1000Wのエネルギー)
40Ωの抵抗には100Vの電圧がかかり、2.5Aの電流が流れる。(250Wのエネルギー)

直列の場合、抵抗の大きさが、かかる電圧を決める。
抵抗がどれだけ電場に仕事をさせるか(エネルギー消費量)を決める。

Eがjを決める。Eを決めるのは何?
Eを決めるのは抵抗においてどれだけ電位差(エネルギー差)が生じるか。

直列に抵抗をつないだ場合、
大きい抵抗にも小さい抵抗にも同じ大きさの電流が流れている。

抵抗は、形状と、材質(電流を担う自由電子がどれだけ含まれているか、
電子の流れを妨げる障害物がどれだけ多いか=移動度)で決まる。

同じ大きさの電流を、大きな抵抗と小さな抵抗に通す場合、
よりエネルギーが必要なのは大きな抵抗であることは自明。
よって電位差(エネルギー差)は抵抗の大きさで決まる。