スイッチがオンのときにこの回路の電圧測定が異なるのはなぜですか？

2つのランプと2つの1.5 Vバッテリーで駆動されるスライドスイッチで簡単な回路を構築しました。スライドスイッチがオフの場合、マルチメーターで測定される回路の電圧は3.15 Vです。

ただし、スライドスイッチがオンで、ランプが点灯している場合、測定された回路電圧は2.99 Vです。

両方のケースで電圧測定が同じではない理由がわかりません。なぜこの違いがあるのですか？

まず第一に、実用的な実験を行うためによくやった。人々が物事を試みて、答えを知りたいと思うのを見るのは良いことです。

これを回路で視覚化する方が簡単かもしれません。前の回答で指摘したように、バッテリーには内部抵抗があります。したがって、負荷を追加すると、分圧器が作成されます。バッテリーの消耗が進むと、内部抵抗が増加し、負荷に電力を供給できなくなります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

上記の回路図をご覧ください。オームの法則、つまりV = I * Rを知っています。抵抗に値を与えると、スイッチを閉じたときにどれだけの降下が生じるかを計算できます。バッテリーの内部抵抗が0.5オームで、負荷が100オームであると言えば、回路の電流を知ることができます。これを行うには、Iのオームの法則式を再配置します。I= V / R = 9 /（100 + 0.5）= 0.0896 A、または89.6mA。オームの法則をもう一度使用すると（これはおそらく電子工学で出会う最も有用な方程式であることがわかります！）、バッテリー抵抗に対する電圧降下を見つけることができます。

覚えておいてください：V = I * R = 0.0896 * 0.5 = 0.0448V。これを最初に供給されたバッテリーの9Vから離すと、スイッチが閉じているときに測定する電圧が得られます：9-0.0448 = 8.95V。

この知識を使用して、実験をさらに進めたい場合は、既知の抵抗を負荷として取得し、異なるバッテリーを使用して電力を供給してください。マルチメーターを使用すると、電流と電圧を測定できます。これにより、バッテリーの内部抵抗を計算するために必要なすべての数値が得られます。

Marcus Mullerが指摘しているように、温度もこれに影響を与える可能性があるため、テストの前後に内部抵抗を計算してから、冷蔵庫/冷凍庫に入れる前後の内部抵抗を計算して、どれだけ変化するかを確認してください。いくつかの異なる種類のバッテリーでも試してみてください...何が起こっているのかを理解し、回路を解くスキルを向上させることができるクールな実験がたくさんあります。

頑張って頑張ってください！

これは非常に素晴らしい実験です！

jonkのコメントに追加するアイデアがあります。

このように何が起こるかをテストしているのはとても良いことです！既に説明したように、答えは、ライトに電力を供給する際にバッテリーにある程度の負荷がかかり、その負荷の下では電圧が少し「低下」するということです。バッテリーが寿命に近づくと、バッテリーはさらに低下します。

バッテリーを冷蔵庫に1時間ほど置いて、冷えるまで（凍らせることもできますが、-20°Cを下回らないでください）、実験を繰り返します。あなたは今、彼らがもっと激しく垂れ下がるのを見るでしょう！電源を切り、再び室温に戻るまで待ちます。以前と同じように動作し始めます。

何が起こっていますか？

バッテリーでは、化学反応により異なる電位を持つ2つのバッテリー接点が生じます。それらの間に電圧があります。

異なる電圧にある2つのもの、つまりバッテリー接点を接続すると、電流が流れ始めます。それがあなたの電球を照らすものです！

ここで、バッテリーとマルチメーターの正のプローブの間に小さな抵抗（2Ωなど）があると想像してください。実際には存在しませんが、その存在を「感じる」ことができます。

抵抗は、電流が流れると電圧降下を示します。あなたの場合、電球、スイッチ、そしてバッテリーに数百ミリアンペアの流れが流れ、それがその「想像された」抵抗器で数百ミリボルトの電圧降下をもたらします。

それが「内部抵抗」と呼ばれるものです。電流が多くなるほど電圧が低くなるのは、電圧源（バッテリーなど）の欠陥です。

内部抵抗にはさまざまなものがあります。まず、実際のバッテリーは実際の材料で作られており、実際の材料には抵抗があります。しかし、バッテリーの場合、それは通常、内部抵抗のほんの一部です。大きな部分は、電流を流すために、内部の化学反応（およびイオンのふらつき）が十分に速く行われなければならないということです。より多くの電流が流れていた場合は引き分け化学反応が維持できるよりは、電圧が低下します。

バッテリーを冷却すると、内部のすべての化学反応が遅くなり、特に充電された原子がバッテリー内をさまよう速度が遅くなります。それが私たちが冷蔵庫と冷凍庫を持っている理由です：すべての化学反応が低温によって遅くなると、食品は悪くなるものすべて（つまり、バクテリアの成長と物の化学分解）のために、すぐに悪くなりません）スローモーションで発生します。

バッテリーの化学反応が遅くなると、バッテリーは電流を流しても「追いつく」ことができず、電圧はバッテリーが暖かい場合よりもさらに低下します。

バッテリーは理想的ではありません。内部抵抗があります。電流が流れると、電圧が低下します。

常に、直列回路では一定の電流であり、並列回路では一定の電圧であることに注意してください。

シンプルなのは、抵抗性負荷をスイッチと直列に接続したことです。そのため、スイッチが閉じられると、負荷が多少低下します。そのため、スイッチが開いているときと同じ電圧が得られることはありません。回路図も見ることができます。ありがとう。よろしく#ENGE。アブドラ。