物理学における電圧の定義

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電圧は、単位電荷あたりの電位エネルギーを表したものです。電荷の単位が場所に置かれた場合、電圧は 位置エネルギー その時点でそれの。言い換えれば、それは体内に含まれるエネルギーの測定値です。 電界 、または特定のポイントでの電気回路。これは、電荷をある点から別の点に移動するために電界に対して単位電荷ごとに行わなければならない仕事に等しい.

電圧はスカラー量です。方向はありません。オームの法則によると、電圧は電流×抵抗に等しいということです。

電圧の単位

の はいユニット の電圧はボルトで、1 ボルト = 1 ジュール/クーロンとなります。 Vで表されます。ボルトは、化学電池を発明したイタリアの物理学者アレッサンドロ・ボルタにちなんで名付けられました。

これは、1 クーロンの電荷が、電位差が 1 ボルトの 2 つの場所の間を移動すると、1 ジュールのポテンシャル エネルギーを獲得することを意味します。 2 地点間の電圧が 12 の場合、1 クーロンの電荷は 12 ジュールの位置エネルギーを獲得します。

6 ボルトのバッテリは、1 クーロンの充電で 2 つの場所の間で 6 ジュールの位置エネルギーを得ることができます。 9 ボルトのバッテリは、1 クーロンの充電で 9 ジュールの位置エネルギーを得る可能性があります。

電圧の仕組み

現実の電圧のより具体的な例は、底からホースが伸びている水タンクです。タンク内の水は、蓄積された電荷を表します。タンクを水で満たすには手間がかかります。これにより、電池内で分離充電が行われるように、水の貯蔵が作成されます。タンク内の水が多いほど、圧力が高くなり、水はより多くのエネルギーでホースを通って出ることができます。タンク内の水が少なければ、より少ないエネルギーで排出されます。

この圧力ポテンシャルは電圧に相当します。タンク内の水が多いほど、圧力が高くなります。バッテリーに蓄えられる電荷が多いほど、電圧が高くなります。

ホースを開くと、水の流れが流れます。タンク内の圧力によって、ホースから流出する速度が決まります。 電流 アンペアまたはアンペアで測定されます。電圧が高いほど、電流のアンペアが多くなり、水圧が高いのと同じように、水がタンクから流れ出す速度が速くなります。

ただし、電流は抵抗の影響も受けます。ホースの場合は、ホースの幅です。幅の広いホースはより多くの水を短時間で通過させますが、幅の狭いホースは水の流れを妨げます。電流には、オーム単位で測定される抵抗も存在する可能性があります。

オームの法則 電圧は電流×抵抗に等しいと言います。 V = I * R. 12 ボルトのバッテリーを使用していて、抵抗が 2 オームの場合、電流は 6 アンペアになります。抵抗が 1 オームの場合、電流は 12 アンペアになります。