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ケーブルはさまざまなサイズ、長さ、形があります。したがって、ここで私たちはワイヤーの長さと太さが電気の流れにも影響を与えることを知っています。このテキストでは、ワイヤーの長さや太さが電気にどのように影響するか、長いワイヤーでの抵抗の計算方法、温度変化による抵抗の変化、そしてオームの法則というものを使用して抵抗をどう求めるかについて議論します。 抵抗線 説明はできるだけシンプルに行い、仮に聴衆が3年生の子供であったとしても理解できるようにします。
しかし、ワイヤーの長さと抵抗の関係について議論する前に、実際に電気とは何かを再確認すべきです。電気とは、電子と呼ばれる小さな粒子の動きのことです。これらの電子は物質の中を流れ、その流れを妨げるものが抵抗です。抵抗を車が速く走るのを難しくする道路上の凸凹と考えることができます。電気の場合、 抵抗線 が長いほど抵抗は高くなり、電気が通過するのがより困難になります。
では、長いワイヤーがある場合どうなるでしょうか？超伝導体では、他の電子ペアが結合して距離を増やします。それらが移動する際、ワイヤー内の原子や他の粒子など、追加のものと衝突します。混雑した部屋を通るのを想像してください。人が多いほど、動き回るのは難しくなります。これらの衝突により、電子は少しの運動エネルギーを失い、速度が低下し、結果として抵抗が大きくなります。これが、電気にとって短いワイヤーより長いワイヤーを通る方が難しい理由です。 抵抗線 .
しかし、太いワイヤーはどのような違いをもたらすのでしょうか？太いワイヤーでは、電子がより自由に移動するためのスペースがあります。それは、一車線しかない小さな道と比較して、多くの車線がある高速道路のようなものです。広い高速道路では、車両がよりスムーズで迅速に走行します。同様に、太いワイヤーの中でも、電子が原子から原子へ移動する際、妨げられることなく進むためのスペースが増えます。これは、抵抗が少なく、電流がより自由に流れることを意味し、多くの電気機器にとって非常に重要です。
通常、ワイヤーの温度が上がると、つまり熱くなると、抵抗も増加します。これは、ワイヤーが熱くなると、内部の原子がより速く振動し始めるということを意味します。部屋の中にいる人々のグループを想像してください：彼らが少し早く歩けば、お互いにぶつかる頻度が高くなります。これにより、電子との衝突が増加し、結果として抵抗が大きくなります。
例えば、ワイヤーを加熱すると、電子がワイヤーを通るのに苦労し、抵抗が増加します。一方で、ワイヤーを冷却すると原子の動きが遅くなり、電子がより容易に通過できるため、抵抗は減少します。
これは単に温度が電気がワイヤーを通る効率にどう影響するかを示しているので、覚えておくべき重要な点です。
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