☆　「電流と電圧の違い」の資料　☆

☆電流と電圧　一字違いで大違い

　 電流 電圧
電気を水に例えると・・・ 流れる水の量 流れる水の高さ
電気を球の流れに例えると・・・ 通る球の個数 通る球の坂の傾き
本来の意味 電気の流れる量そのもの 電流を流そうとする働き
単位 Ａ（アンペア） Ｖ（ボルト）
回路の中ではかる地点 １点で測る 2点で測る
計測器のつなぎ方 回路を切ってつなぐ
（回路に割り込むかたち）
（直列につなぐ）		 回路を切らないでつなぐ
（回路にそえるかたち）
（並列につなぐ）

　「電流」は、流れる量そのものなのでわかりやすいのですが、「電圧」の理解はたいへんです。
参考書などでは、「水流モデル」がよく使われます。電気のように、なかなか目に見えないものは、
「例え話」を使うと、理解が少し進むことがあります。
　本来、電気は、電子の動きによるものですから、一番近い例えは、上から2段目の「球」かも知れません。

電子を球に例えると、

　・電流　：　単位時間に測定場所を通過する「球の個数」

　　　　　　　　（　電子の個数　）
　　　　　　　　（　1 A　＝　約6 × 1018個の電子が1秒間に通過する電流）


　・電圧　：　電子の位置エネルギー（ポテンシャル）→　球を転がそうとする「坂の傾き」

　　　　　　　　（　電子は電圧がかかっている場所（電場）で加速される　）

☆単1乾電池と単3乾電池は電圧が同じなのに値段がちがう

　電圧の問題は、電池の購入など日常生活にも関係してきます。
本来、電池の電圧は、両極に使われている材料の種類によって決まります。
ですから、マンガン乾電池は単１乾電池も単３乾電池も材料や構造が同じですから
両者ともに電圧は1.5Ｖです。
しかし、同じ電圧の乾電池でも、値段や用途が違います。

　電気が電圧だけで「語れる」のなら、電池はよりコンパクトな単３や単４、単５が便利で、
単１乾電池の必要性が疑問になってきます。
　しかし、単１乾電池の需要はたくさんあります。単１乾電池と単３乾電池の違いは、流せる「電流」にあります。
（詳しくは電池の「内部抵抗」の違いにより、流せる電流が変わります）
単１は単３より、一度に出せる電流が大きいわけです。
　たくさんの電流が必要なもの（例えば扇風機や車の模型などモーターを使うもの）は、
単３より単１を使用するとモーターの回転を上げることができます。
　日常生活の中ではは、コロナ禍以来、建物の入り口などに設置されている手指消毒用のアルコール噴霧器です。
手をかざすと自動で噴霧する仕組みにモーターとギアを使用しており、その電池に単１を使用しているものを見かけます
アルコール噴霧器は動かす必要がないため、重たい単１を使っても不便はなく、大電流を使うモーターを長期間動かすことができます。
　また、懐中電灯で単１乾電池を使うものが多いのは、単１が非常時でも長持ちするからです。
（体積的にも一番大きい単１が一番長持ちするイメージです。）

☆100 Vで感電死、10000 Vで肩こり治療

　家庭用コンセントは100 Vです。このコンセントの電気による死亡事故は多数あります。
しかし、「電子針」などと呼ばれて、肩こり治療に使われる電圧は、圧電素子によるものであり、その電圧は約10000 Vくらいです。
（電子ライターやガスコンロに使われる火花も同様、圧電素子による火花です。）

　電圧が100倍も違うのに、100分の１小さいのコンセントの方が危険なのはなぜでしょうか。

　これは、圧電素子からでる火花は、電圧は高いのですが、流れる電流は大変小さいからなのです。

　一方、圧電素子の電流は［μA]　レベルです。

　

　人間が感電死するのは、50 mA流れたときと言われます。

　電圧が高く、体内に電流が流れても、電流値が低くければ、事故にならずにすむことがあります。

　

　人間のからだの電気抵抗は、約10万 Ω（右手の先から左手の先）としますと、
　オームの法則から、致死電圧　＝　10万 Ω　×　50 mA　＝　5000 Vということになります。

　（ただし、50 mA流すことができる電源の場合）


　しかし、水仕事をしたり、汗をかいた状態など、抵抗値が小さい場合は、5000V以下でも危険な場合がたくさんあります。

　コンセントは、100 Vですが、使い方によってはたいへん危険なものなのです。

　電圧と電流の正しい理解が日常生活のいろいろな場面で必要になってきます。

　

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