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解決済みの質問

電圧源のプラス側に電流が流れ込む事はあるのでしょうか?

下図の電気回路について教えてください

抵抗 R1=3[Ω] R2=6[Ω]
直流電圧源 V1=2[V] 電流源 I1=5[A]
という条件です

R1に接点aから接点bに流れる電流をI、R2に接点bから接点cに流れる電流をI+5と定義して
キルヒホッフを用い電流Iを求めるとI=-28/9になりました
よって、R1に流れる電流は接点bから接点aに28/9[A]
R2に流れる電流は接点bから接点cに17/9[A]と理論上はなります

でもこれだと電圧源V1のプラス側に電流が流れ込むような形になり物理的におかしい様な気がするのですが(電流源は実在しないという事はなしでお願いします)これでいいのでしょうか? それとも私が何か勘違いしてるのでしょうか?
どなたかご教授の方お願いします
 
  ---------a
  |      |
  |      |
  |      R1
  |      |
  |     b|------|
 -----     |   |
  -V1     |   |
  |      R2  |↑|I1
  |      |   |
  |-------|------|
        c

投稿日時 - 2004-09-10 12:43:34

QNo.996237

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

電流の流れる条件を考えればわかります。
電流源が5Aの電流を流すためには、電流源の両端に電圧が発生していなければなりません。
この電圧は電流値が5Aになるように調整されている、それが定電流源です。

そのため、ご質問のように電圧源Vの+側に電流が流れる結果となる条件というのは、電流源で発生している電圧は電圧源Vよりも高くなっているわけです。
だから電圧の高いほうから低いほうに流れているだけであり、特に矛盾はないのです。

ためしにご質問者の計算結果を用いて、bの位置での電圧を求めると、Vb=17/9*6=34/3=約10Vですから、電圧源の2Vよりもずっと大きな数字になります。

投稿日時 - 2004-09-10 16:48:40

お礼

アドバイス有難うございました

私の中で電圧源のプラスからマイナス方向に電流が流れると勝手に思い込んでたようです
電位の高い方から低い方に電流が流れると思えば可笑しい事は何一つない事を納得しました

投稿日時 - 2004-09-10 22:00:14

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回答(4)

ANo.4

 
 
>> でもこれだと物理的におかしい様な気がするのですが <<


 その「物理的におかしいと感じる直観」は設計段階で生きますから捨てないでくださいね。

 (この問題のように)初等的な回路解析に登場する電圧源は、逆向き電流も支障無く流せる『ものとすると定義してある』だけなのです。
その理由は 線形代数で解けるようにするためです。線形だと定義してあるゆえに、安心して加減乗除にのめり込んで(範囲などを気にせず)問題が解けてるのです。

 しかし、「電圧源とは電流には無関係なものなのだ、現実の回路素子がそうでない場合は理想から外れた不完全なものだ」とは絶対に思わないでください。実は新人に多いのです… computation信仰症が多くて 君のように「あれ?」と悩むタイプは貴重だったりします。w


 実際には、一定電圧の代表である電源回路(スイッチングレギュレータなど)は まったく逆流できません。また、等価回路でpn接合を電圧源で表したりしますが、これらは逆に通せないのは自明ですね。
 電流を両方向とれるのは、MOSのソースフォロアやBJTのエミッタフォロア、これらは固有の制限があります。
理想に近いのは帰還がかかってるオペアンプ出力です。
 あと、どこにでも挿入できて自己の電圧を主張する素子は(交流ですが)トランス、太陽電池などの2端子素子ですね。これらは 磁界や光のように 回路の線でないルートでエネルギ供給を受けるものです。



 余談;
これからの時代、エレクトロニクスは大きく変容します。大学で習うことなど十年も経てば陳腐化してます。社会に出てからも勉強は続けましょう。
 
 

投稿日時 - 2004-09-11 07:39:58

ANo.2

計算した数値に付いては見ていませんが

回路図だけ見て思う事は

電流源を鳳テブナンにより電圧源に変換すると直ちに分かるように

V1<R1・I1
の場合V1のプラス側に電流が流れ込みます

これは電流源があるからおかしなことでもなんでもありません

あなたの計算数値が正しいかどうかは見ていません

投稿日時 - 2004-09-10 14:17:42

ANo.1

電圧の向きと電流の向きは必ずしも一致しなくていいのです。

たとえば、[+-]が電池だとして、
[+-][-+][+-]
のように3本のうち1本だけ逆向きに直列につないだらどうなりますか?
[+-]1本とほぼ同じ役割をします。回路を作れば、電流は[+-]1本の場合と同様に1方向に流れます。

(お描きになられた回路についてどうなるかの計算はしてません。)

投稿日時 - 2004-09-10 12:56:52

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