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締切り済みの質問

電気回路での電球の明るさについて教えてください

中学理科についての質問です。
並列回路で枝分かれしているところの片方の道に電球、もう片方の道に抵抗とスイッチがついている回路があります。

 例えば、ここに電源電圧12V、全体の電流が1Aで、そのうちスイッチと抵抗のある道には0.3A、電球のほうに0.7Aの電流が流れているとします。このときスイッチを切っても電球の明るさはスイッチを切る前と変わらない、となっていました。
 なぜ明るさが変わらないのでしょうか?スイッチを切ったら電流が全て電球のほうに行って明るくなったりしないのでしょうか?明るさが変わらないとしたら抵抗のほうにいっていた電流はどこにいったのですか?
 図も無く、書き方も悪いため理解しづらいかもしれませんが、どなたか回答お願い致します。

投稿日時 - 2007-02-17 03:38:47

QNo.2759288

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回答(5)

ANo.5

スイッチを切ると全体の負荷(抵抗)が電球だけの負荷(抵抗)になり、
今まで1A流れていた電流が0.7A になるからです。
計算式は省略しますね。

中学理科と言うことですから、電源は乾電池などを想定していますので
「定電圧(直流)電源装置」と考えます。
そうなんです。負荷が変わっても電圧は変化しない電源と言う大前提
(暗黙の了解とも言う)があるんですよ。

2口のコンセントの片方にパソコンをつないで、もう片方にドライヤーをつないだ場合
どちらかの電源を切ってもコンセントから供給される電圧は100Vのままで、
コンセントから供給される電流が変わっているだけですよね。・・・そうなんですよ。
しかも、そのままにしてある機器に流れていた電流は変わらない・・・と。


※定電圧電源装置
  負荷抵抗により出力する電流は変化するが、出力する電圧は常に一定になるように作られた電源装置を言います。

参考までに、負荷が変わっても一定の電流を送る電源装置を
「定電流電源装置」といいますが、これを使った場合このケースでは
当然ながら明るさは変わります。

投稿日時 - 2007-02-17 05:09:42

ANo.4

ANo.1,3 です。

すみません、読み間違えてました。訂正いたします。

ANo.1 誤> スイッチを切って消えた側の電球に流れた電流が止まるだけであり、

訂正   >スイッチを切ると抵抗を流れていた電流が止まるだけであり、

投稿日時 - 2007-02-17 04:35:18

ANo.3

ANo.1 です。
もし実験されるなら、電源装置に注意してください。
「安定化電源」「定電圧電源」と明記されたものをお使いください。
電池を使われるなら、なるべく大型のものか、新品をお使いください。

弱った電池などお使いになると、電流の流れ方によって電圧が変動するので
ここで説明させていただいた状況とちがってきます。

投稿日時 - 2007-02-17 04:01:59

ANo.2

>このときスイッチを切っても電球の明るさはスイッチを切る前と変わらない、となっていました。

この理由は、並列回路だからです。
電球の方の抵抗は、一定です。
抵抗=電圧÷電流
  =12÷0.7
=17.142857
電球の電力は、
電力=電流*電圧
  =0.7*12
=8.4(W)
この電球に供給されている電圧が一定の場合は、どんな条件になろうが
流れる電流は、0.7アンペアで一定です。
理由は、抵抗値が一定だからです。

ただし、電圧が変化しますと、電球を流れる電流は、変化します。
また、電球の抵抗値が変化しますと、流れる電流は変化します。

直列接続の場合は、また違ってきます。
参考にしてください。

投稿日時 - 2007-02-17 03:55:19

ANo.1

> なぜ明るさが変わらないのでしょうか?

その点灯してる電球を流れる電流も、電圧も変わらないからです。

> スイッチを切ったら電流が全て電球のほうに行って明るくなったりしないのでしょうか?

電流は、流そうとする電球の「電流の流しやすさ」と「そこにかかる電圧」で決まります。
スイッチを切って消えた側の電球に流れた電流が止まるだけであり、
点灯してた電球の「電流の流しやすさ」と「電圧」には影響しません。
つまり点灯してた電球に流れる電流は変化しないので、明るさは変わりません。

> 抵抗のほうにいっていた電流はどこにいったのですか?

どこかに行ったわけでなく、流れなくなっただけです。
その分、全体の電流が減っています。

説明不足でしたら追加質問してください。

投稿日時 - 2007-02-17 03:52:40

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