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電気回路の電位と電位差

電気回路において、電位とは、基準点に対してその点が電気的にどのくらい高いか(または低いか)を表わす量です。

 

電位

 

また、「ある点の電位」と「ある点の電位」の差(2つの電位の差)を電位差といい、電位差は「電圧」ともいいます。

 

電位差

 

電位も電位差も、単位は「V」(ボルト)です。

 

 

電位と電位差

電圧1.5Vの電池を使った次のような回路を考え、図のように、電池のプラス側のところにA点、電池のマイナス側のところにB点をとります。

 

電圧1.5Vの電池に抵抗をつないだ回路

 

このとき、B点を基準点(電位0V)とすると、

 

電位の基準点

 

電池の電圧は1.5Vなので、A点の電位は1.5Vになります。

 

A点の電位

 

また、このとき、A点とB点の電位差は、A点の電位とB点の電位の差なので、

 

A点とB点の電位差

 

A点とB点の電位差=1.5V−0V=1.5V

 

となります。

 

電池を1個追加してみる

電池1個だけだとなんなので、次は、電圧1.5Vの電池を2個使った次のような回路の場合について考えてみます。(A点、B点、C点は、図のようにとります。)

 

電圧1.5Vの電池2個に抵抗をつないだ回路

 

このとき、C点を基準点(電位0V)とすると、

 

電位の基準点

 

電池1個の電圧は1.5Vなので、B点の電位は1.5Vになり、A点の電位は電池2個分で3V(=1.5V+1.5V)になります。

 

A点とB点の電位

 

また、このとき、A点とC点の電位差は、A点の電位とC点の電位の差なので、

 

A点とC点の電位差

 

A点とC点の電位差=3V−0V=3V

 

となります。

 

B点とC点の電位差は、B点の電位とC点の電位の差なので、

 

B点とC点の電位差

 

B点とC点の電位差=1.5V−0V=1.5V

 

となります。

 

A点とB点の電位差は、A点の電位とB点の電位の差なので、

 

A点とB点の電位差

 

A点とB点の電位差=3V−1.5V=1.5V

 

となります。

 

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基準点の位置を変えてみる

今度は、同じ回路で基準点の位置をB点に変えて考えてみます。

 

電位の基準点

 

この場合、B点が基準点(電位0V)なので、A点の電位は1.5V、C点の電位は−1.5Vになります。

 

A点とC点の電位

 

また、このとき、A点とC点の電位差は、A点の電位とC点の電位の差なので、

 

A点とC点の電位差

 

A点とC点の電位差=1.5V−(−1.5V)=3V

 

となります。

 

 

以上のように、基準点からどれだけ高いか(または低いか)が電位で、電位と電位の差が電位差になります。

 

電位と電位差のまとめ
  • 電位は、基準点に対して電気的にどのくらい高いか(または低いか)を表わす量
  • 電位差は、電位と電位の差(=電圧)
  • 電位と電位差の単位は「V」(ボルト)

 

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