0004.  電気と化学―電池と豆電球のつなぎ方と電流・電圧の測り方―

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エネルギー化学 の単元です。

小単元

概要

乾電池と豆電球をつなぐときの回路図を示します。安価な回路計(テスター)には、最初から電流計がついていないものも多く見られます。無知なユーザーは誤って回路に並列に電流計を挿入して、電流計を破損しやすいからです。電流 I 〔A〕を測定するときは電流計を回路に直列に挿入します。回路図を描いてみましょう。

図 電池を使った単純な回路(豆電球の点灯)
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電流 I 〔A〕が流れると周囲に磁場 H 〔A/m〕が生じ、磁石に力 F 〔N〕が働きます。方位磁針の振れから、電流の大きさを測ることができます。ディジタル式のテスターでは、電流 I 〔A〕の大きさを電圧 V 〔V〕の大きさに変換して測定します。

図 方位磁針とコイルを使った自作の電流計
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豆電球のワット数を計算してみましょう。

電流 I 〔A〕=ファラデー定数 F 〔C/mol〕×反応速度 r 〔mol/s〕

【物理量】公称電圧 V 〔V〕

オシロスコープ(テクトロニクス)1)

オシロスコープによる波形の確認2)

表 電気にまつわる量
電圧
電流
電気量
電気抵抗
静電容量
インダクタンス
コンダクタンス

図 コイン電池(人間電池)
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コイン電池 を作って、そのの電圧 V 〔V〕を測ってみよう。

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【講義ノート】電池式の書き方電池式の書き方とその意味10)

EAGLEによる回路図の作成11)

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図 電位差計(ポテンショメーター)の原理(電池の起電力)
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オシロスコープ(テクトロニクス)

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参考文献( 書籍 ・論文 ・URL)