Up | 電圧・電流・抵抗の「水流」アナロジー | 作成: 2021-01-14 更新: 2021-01-14 |
水源を考えよう。 水中の各点には,水圧がかかっている: 水源の側壁から管を刺し通す。 管の中を水が流れる。 流れの強さは,「流れに垂直な面を単位時間に流れる水量」と表現される。 これを定めるものは,管を差し込む場所と管の様態である。 管を差し込む場所の含意は,水圧である。 同じ水圧での「流れが強い・弱い」の違いを,「管の抵抗が小さい・大きい」と読む。 水流は,水圧と管の抵抗で定まる。 ここに出てきた「水源・水圧・導管(抵抗)・水流」が,「電源・電圧・抵抗・電流」のアナロジーになる。 そこで LED と R の回路図に話を戻そう。 疑問は,「LED は R の後?それとも前?」であった。 この疑問は,つぎの回路 (R回路) の意味がそもそもわかっていないことに因る: 水を流す「管」の意味は,「水流の規格を定めるもの」である。 電子回路の「抵抗」の意味は,「電流の規格を定めるもの」である。 無規格の電流というものはないから,「抵抗があって電流がある」と言える。 回路図には,パーツをつなぐ導線が書かれているが,これが誤解のもとになる。 つぎは,回路図ではない:
支流の無い1本の川を考えよ。 場所によって幅・深さが違っても,どの場所も<川の断面を単位時間あたりに流れる水量>は同じである。 特に,同じ幅・深さの場所では,同じ流れになる。 LED は,<水の流れに置く水車>である。 R の前の導線と後ろの導線は,同じものであるから,電気の流れが同じである。 よって「LED は,R の前に置いても後に置いても同じ」が結論となる。 |