What Is a Voltage Drop in an Electric Circuit?

この Frequent Engineering Question では、電圧降下について簡単に説明し、抵抗、コンデンサー、およびインダクターにかかる電圧の極性を議論します。

電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変え、その 2 端子に電圧、すなわち電位の差を生じさせます。抵抗器は、電流に対して特定の量の抵抗を作り出す部品です。

電圧は、電荷をある点から別の点へ移動させる仕事をする能力を表します。

電圧は、電荷をある点から別の点に移動させる仕事をする能力を伝えます。たとえば、5V の電池は、電荷 1 クーロンあたり 5 ジュールの仕事をすることができます。

これが電圧降下の本質です。電池 (または電圧源) は、電荷を移動させる仕事をするためのエネルギーを供給します。

これが電圧降下の本質です。電流が流れているとき、抵抗などの部品はエネルギーを消費し、ある部品を流れる電流に関連した単位電荷あたりの仕事量が、その部品の電圧降下となります。

コンポーネントによって低下した電圧は、バッテリーによって生成された電圧の一部を占めます。言い換えれば、バッテリーによって行われた仕事は、回路内のコンポーネントで分割されます。

私たちは直観的に、より多くの抵抗を通して一定の電流を駆動すると、より多くの仕事が必要になると認識することができます。したがって、2つの抵抗が直列に並んでいる場合（同じ電流が流れるという意味）、抵抗の多い方の抵抗はより大きな電圧降下となります。

電圧降下の極性

抵抗は常に負荷として、つまり、エネルギーを消費する部品として機能します。電流が高い電圧から低い電圧へ流れるという従来の電流の流れのモデルを採用すると、抵抗器での電圧降下は、電流が抵抗器に入るところで正、電流が抵抗器から出るところで負になります

この極性は、ソース電圧と「反対」です。この同じ極性の向きでバッテリーを接続すると、反対方向に電流が流れます (考え方によっては、ソース電圧と反対です)。

コンデンサーやインダクターはエネルギーを蓄積し、結果として、負荷またはソースとして機能することが可能です。

コンデンサーが放電し始めたとき、電圧降下の極性は変更されません。

しかし、インダクタは放電するとき、電流を維持しようとします。

しかし、インダクタは放電するとき、電流を維持しようとします。したがって、インダクタの電圧降下の極性が変化します。