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  • 2024.1.22(最終更新日:2024.1.23)

    指数の計算/中学生からやり直す電気理論

    指数とは?

    指数とは、ある数・文字の右肩に記して、それを何度掛け合わせるかを示す数字・文字のことで、その数が数 a の n 乗( a n )で表される時の、 n のことを言います。

    中学の時に習ったはずの指数計算、覚えていますか?

    指数の公式

    μ(マイクロ)というすごく小さい単位を表す記号があります。μは、10の-6乗になります。

    公式と指数計算で「導体の抵抗」を導き出してみよう

    (問題)断面積S=1.0mm²、長さL=20kmの同線の抵抗R(Ω)は何か。但し、同の抵抗率p=1.69×10⁸ (Ω・m)とする。

    答えは、33.8Ω となります。

    抵抗は電流の通路であるとともに、電流の流れを妨げるものです。電流が通過する距離が長くなると妨げる要素は大きくなるので、抵抗値は長さに比例します。対して断面積が広ければそれだけ電流が通りやすくなるため、抵抗値は面積に反比例します。

    温度変化と抵抗値

    抵抗値は常に一定ではなく、周囲の環境変化、特に温度により変化があるケースがあります。温度変化による抵抗値の算出には、下記の公式が成り立ちます。

    求めたい抵抗値(R)= 元の抵抗値(R1)x(1+温度係数x上昇温度)

    (問題)ある金属体の抵抗温度係数が0.004℃-1、金属体の温度が20℃、抵抗値が10Ωのとき、この抵抗値が11Ωとなるときの温度は何℃でしょうか?

    公式に当てはめると、11Ω = 10Ω x(1+0.004x上昇温度)

    上昇温度 = 25℃になるため、20℃+25℃ =45℃ になります。