電圧と電流の違いは何?




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電圧と電流の違いは何?

電圧と電流の違いについて誰にでも分かるように、水鉄砲と水路に例えて説明してみます。

初めて耳にする人には、電圧や電流と言っても、何しろ目に見えないものなので、ピンとこないかもしれません。

電圧と電流

電圧とは電気を流そうとするための能力と言えます。

そして電流はその電圧がかかったことにより流れた電気の量と言いえます。

今、1.5V(ボルト)の乾電池に豆電球をつないだとすると、豆電球の電気がつきます。

乾電池に書いてある1.5Vというのが電圧にあたります。

そして、豆電球がついたときに電線の中を流れているものが電流にあたります。

電圧というのは電気を流そうとする能力なので、ひとつより二つの方が力が強くなります。

ですから、先ほどの豆電球をつないだ回路に、乾電池を直列(二つの電池をプラス・マイナス・プラス・マイナスの向き)につなぐとより明るく光ることになります。

電圧と電流の違いを水鉄砲に置きかえて考えて見る

電圧と電流をやさしく分かるように説明するには、筒型の水鉄砲を考えると良いでしょう。 

筒型の水鉄砲はつつが大きくて水が出る先は細くなっています。

中心の棒を押すと中に入れた水が押されて先の細い穴から飛び出します。

ピストンを押す力が弱ければ出る水の勢いは弱くなり水の出る量も少なくなります。

ピストンを押す力が強ければ出る水の勢いも強くなり水の出る量も多くなります。

このことを電気に当てはめると、
電圧...ピストンを押す力
電流...飛び出す水の量
抵抗...水が出る穴の大きさ

きっと電気に詳しくない人にも理解できるのではないでしょうか。

電気の基本の法則に「オームの法則」というものがあります。

次のような公式です。

$I(電流)=\cfrac{V(電圧)}{R(抵抗)}[A]\tag{2-1-1}$

参照ーオームの法則
電流は流れる水の量、電圧はピストンを押す力、抵抗は水が出る先の穴の大きさになります。

水の量(電流)を多くするには、水が出る先の大きさ(抵抗)を変えないのであれば、ピストンを押す力(電圧)を大きくすれば良いことになります。

また、水の出る先の大きさを太くすれば(抵抗)が小さくなりますので、ピストンを押す力(電圧)が同じであれば出る水の量(電流)は多くなります。

平たく言うと、電圧は電気を流す能力の大きさとなります。

電圧が高ければ多くの電気を流す能力があるということです。

また電流は流れる電子の数ということになります。

電圧と電流の違いを水路に例える

あるいは、水路から水を流して下にある水車を回転させることを想像してみると
電圧...水路の高さ
電流...水路を流れる水
水車...回路につないだ電球
とした場合、高さが高ければ多くの水が流れるのは感覚として理解できるのではないでしょうか。

そして流れる水の量が多ければ、水車をより速く回転させることができると、考えることができます。

水路にゴミが貯まればそれがじゃま(抵抗)になって水の流れが少なくなります。

このように抵抗は電気を流しにくくする大きさと言えますから抵抗が大きいと、電気の流れが悪くなるわけです。

このようにオームの法則というのは本当に電気の基本になります。

以上で「電圧と電流の違いは何?」の説明を終わります。




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