「抵抗とは何か」をシミュレーションで理解しよう！[電気回路,物理入門]

2021-11-03　 電圧・電流・抵抗

前回記事で電流の正体について解説しました。今回はそれに基づいて抵抗とは何かを、まずはイメージ的に解説します！

抵抗とは電荷速度の逆に働く力！

電気回路では抵抗Rが出てきます。後に解説しますが、これによって電流の大きさが決まるという重要な要素です。この抵抗は簡単にいうと「通りにくさを持つ電子回路」です。具体的には、抵抗Rには↓のような力が反対方向に働きます。

これは↓のように抵抗には、自由電子(電荷)の移動を邪魔する原子(図中の紫点)が点在しているからです。電荷速度vが大きくなるほど、この紫点にぶつかりやすくなり、速度が低下する力が働くようなイメージです。

重要なのは、電荷速度に比例して力が大きくなるということです。また、この抵抗力は抵抗回路が長いほど、力がかかる領域が長くなるため、抵抗が大きくなるんです。

この抵抗力が働くと、、、逆向きの力が働くので、電流は0に収束していきます。それ故に、自然状態では電流は0に向かっていくんです。そのため、電荷速度を維持するためには何らかの力が必要なんですね。それが後に解説する電圧です！
　

「抵抗」シミュレーターで確認しよう！

それではまず抵抗がどんな影響をもたらすイメージをシミュレーターで確認しておきましょう！

シミュレーター結果の要点

シミュレーターで抵抗力を上げたり、抵抗の長さを長くすると、はやめに↓のような状態になるのが分かると思います。これは抵抗力によって電荷速度が0に近づいてしまうからです。こうなってしまうと、もはや回路上で電荷は動いていないので、電流＝0となるわけです。

次回は抵抗を突破するための「電圧」について、解説していきます！
　

[関連記事] 電流・電圧・抵抗の基礎

1．電流とは何か

2．電流の強さを決める要素

3．抵抗のイメージ(本記事)

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