I apparently cannot post images, so I apologize but you’ll have to open this link in a new window to see my atrocious diagrams :).このリンクをクリックすることで、新しいウィンドウで私のひどい図を見ることができます。 図 -> http://i.imgur.com/Lxfu1e2.png

EDIT: ここに図があります、私の芸術的スキルの欠如について申し訳ありません、ハハ。図

電圧とは電位差であり、本来、電子が互いに反発するので、物質内で均一に分布しようとすることによって生じる力である。 Olin Lathropは流体と電気系の一般的なアナロジーを使っています。圧力は流体の力の一種なので、「圧力」と呼んでいますが、この例では電気用語にしておくとわかりやすいかもしれません。

そこで、電池は端子間の電圧(電位差)を1.5Vに保とうとしています。 そこで、私が作成したダイアグラムの最初の部分で、ノード「V0」を基準ノードにします。これは、接地記号のため、0 V になります。ノード「V1」を見て、電池が 1.5 V の電位差を維持しようとすることがわかり、そのマイナス端子が 0 V であることがわかるので、プラス端子つまりノード「V1」は 1.5 V でなければなりません。 さて、2番目の電池を見ると、マイナス端子はノード’V1’に接続されており、電池が端子間の1.5 Vの差を維持する場合、ノード’V1’の1.5 Vに(電池)1.5 Vを追加してノード’V2’の電圧を得ることができますが、これはOlin Lathrop氏の回答にあるように3 Vであることが判明しました

ではなぜ電圧は追加するのでしょう。 電池は電圧や電位差の容器であり、電子が豊富な側が電子不足の側から離れていることで電位差の力が生まれます。 電子は電池の中を均等に分散したいのですが、真ん中を通れないので、遠回りして反対側に行かなければならないのです。 ですから、電池が2つあると、実は1.5Vの差で2組の(基本的に)等しい力があることがわかりますね。

さて、質問の核心に触れますと、基本的になぜ真ん中の2つの部分はノード「V1」で単純に交わることができないのでしょうか。 正電荷は実際には存在しないことを念頭に置く必要があるので、最後の図はもう少し正確で、単に電子と電子の不足(電位差)がある状態です。

ケース1:電池がノード「V1」を介して接続されているが、「V0」から「V2」までは接続されていないとする。 左の電池から右の電池へノードV1経由で電子を移動させることを想像してみると、実際には電子をより近くに押し出すことになります。 電子は互いに反発し合うので、そのようなことは好まないことが分かっている。 しかし、もし魔法のようにできたら、右の電池の電位差、つまり電圧を上げ、左の電池の電位差を下げていることになります。 (しかし、電子を移動させる以外には何もしていないので、システム全体の電圧は同じままです)。 つまり、電子はより多くの電子に近づくことを強いられる代わりに、ただそこに座って何もしないのです。

ケース2:外側の端子、ノード「V0」と「V2」は接続されているが、内側の2つは接続されていない。 V0’から電子を回路を通してノード’V2’に押し込むと、ケース1と同じ状況になり、電子をさらに電子に押し込もうとすることになります

ケース3:両方の端子がつながっている(電子が流れるための閉じたループがある場合)。 電子が通るループを作る瞬間、これらの力によっていくつかのことが同時に起こります。 ノード「V1」を通りたいのに、ノード「V0」に電子が多すぎて通れない電子を覚えているだろうか? そして今度は、ノード「V0」から回路を通ってノード「V2」に流れたいのに、ノード「V1」に電子が多すぎて流れられない電子を覚えていますか? しかし、ノード’V1’には電子が多すぎるため、ノード’V2’に流れることができません。そこで、電子が協力して互いの問題を解決できる状況が生まれました。 ノード「V0」からノード「V2」に電子を引き寄せ、その電子が「V2」に近づいたところで、「V1」にいる別の電子を左の電池から右の電池の電子不足の部分に移動させるとする。 それらを同時に行うと、それまで電子のロードブロックを起こしていた両方の場所から、電子が行き来することになります つまり、「V0」から「V2」に電子が流れると同時に、「V1」というノードに電子が流れることになるのです。 そして今、2組の電子が1.5Vの電位差を2回続けて流れているので、3Vの電位差が生じるわけです!

Reality Check: しかし、現実と異なる点もあります。 たとえば、電池は使っているうちに電圧が下がっていきます。 電子が均等に分散しようとするので、電位差も小さくなります。 また、電池の電子が豊富な部分と不足している部分のバリアは完全ではありません。 すべての電池には自己放電率があり、これは事実上、電池の片側から反対側に電子が移動していることになりますが、実際に使用できる電子の量に比べれば一般的に非常に小さいため、無視されているのです。 内部抵抗もまた、電池の理論的な動作からわずかに逸脱したものであることは、前述のとおりです。

お役に立てれば幸いです。また、何か間違いがあれば、教えてください。 🙂

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