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2015年06月07日

電圧






電圧

電圧(でんあつ、voltage)とは直観的には電気を流そうとする「圧力」である。一般的には、商用電源や電池にてこの電圧表記が見られ、これらは電圧計で計測可能であり、単位としてはMKSA単位系でボルト(V)が使用される。電圧を意味する記号としては、EかVが用いられる。

電圧は電位差ないしその近似によって定義される。

定義

電圧は二点間の電位の差[1]として定義される。しかし電位の概念は静磁場に対して定義されるものであり、交流回路などこの条件を満たさないケースでは電磁誘導による起電力が原因で経路非依存な電位はそもそも定義できず、したがって電圧の概念も定義できない。

しかしながら少なくとも学部レベルの教科書[2]では、準静的近似を行う事で経路依存の問題を回避している。 ここで準静的近似とは、(交流の周期が十分長い為)電磁場の変化速度が十分遅い、という状況における近似である。 こうした状況では前述の電位の経路依存性は非常に小さく無視できるので、電位を電圧の定義として使用できる。

なお電磁気学では電磁誘導の効果を考慮して電位の概念を補正した、電磁場のスカラー・ポテンシャルという概念があり、この概念の場合は(近似をしなくとも)前述の経路依存の問題が生じない。

応用

電圧の測定には、明示的または暗黙的な2つの測定点の指定が必要である。電圧計で電位差を測る場合、2本の導線を測定対象の2点に接続しなければならない。
電圧の加算

3点A、B、Cについて、AC間の電位差はAB間の電位差とBC間の電位差との和である。つまり電位差は加算的である。また、電気回路の様々な点における電位差はキルヒホッフの法則によって計算することができる。

交流の場合、ある瞬間の電圧と平均電圧は異なる。瞬間の電圧は直流でも交流でも加算的だが、平均電圧を加算して意味があるのは、各点を流れる信号がいずれも同じ周波数と位相の場合のみである。
タグ:電圧
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posted by gensou-choumazin at 12:45| Comment(0) | テクノロジー | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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