ワイヤ上の2点間で電圧を測定し、間に抵抗がない場合、電圧はゼロですか？

直列回路があります。バッテリーにの電位差があるとし10 Voltsます。

電流が抵抗器に当たる前のワイヤの2点に、電圧計のリーダーを取り付けます。抵抗はなく、電圧の式はであるためV = IR、これは電圧がこれらの2点の間でゼロを読み取ることを意味しますか？

しかし、これはどうすればいいですか-10ボルトの電流が流れることがわかります！

私の先生の例では、電気は流れる川のようなものです。電圧は流水の力です。パイルは川の真ん中にあり、これが抵抗です。しかし、岩を積み重ねて2つのポイントで測定しない場合、川の流れに電力（読み取り：電圧）がないことを意味しません。

誰かが明確にできますか？

電圧と電流が融合しているようです。

電圧はより適切に起電力と呼ばれます。それ自体では、エネルギーを流したり伝達したりしません。

電流（通常はアンペアで測定）は、単位時間あたりに移動する電荷量の尺度です。電流はそれ自体、エネルギーの流れでもありません。

エネルギーの流れが呼び出され、電源。電源を入れるには、電流（）と電圧（）の両方が必要です。パワーは2つの積に等しくなります。$I$$E$

機械システムを感覚で直接観察できるため、これを類似の機械システムの観点から考えると役立ちます。機械システムにも力があり、力と速度の積に等しくなります。

力はあるが速度がない場合、力はありません。例としては、2つの固定支持体の間に張られた輪ゴムがあります。バンドはサポートに力を加えています。この緊張はポテンシャルエネルギーです。しかし、何も動いておらず、引き伸ばされたバンドに蓄えられたエネルギーはどれも他のものに転送されていません。

ただし、バンドがサポートを移動できる場合は、速度が得られます。バンドがサポートを移動すると、引き伸ばされたバンドに保存されているエネルギーがサポート内の運動エネルギーに変換されます。このエネルギー伝達が起こる速度は電力です。

電圧は電荷を動かす力です。電流は電荷の速度です。抵抗は、サポートを動かすのがどれほど簡単かです。

以下は、回路により類似した機械システムです。

モーターに取り付けられた剛性のリングがあり、それを回すために何らかの力を加えます。リングにも取り付けられており、リングの回転に抵抗するブレーキがあります。この類推が適切であるためには、これは、それを通過するリングの速度に比例する力を提供するブレーキでなければなりません。それがファンに結合されていると想像してください。リングが速く回転するにつれて、ファンが速く回転し、空力抵抗が大きくなります。

$1kN$

他にどのような力がリングに作用していますか？摩擦のない理想的なシステムを検討しているため、まったくありません。点AとBにひずみゲージを挿入する場合、それらの差を測定します。モーターがその抵抗に抗してリングをブレーキに押し込むとBが圧縮され、モーターがブレーキからリングを吸い出すとAが引き伸ばされます。

しかし、BとCの違いは何ですか？なにもない。それが直観的に明らかでない場合は、この機械がそれを粉砕できるように、リングの隙間を切って手を挿入する必要があることを考慮してください。これをやりたいと思うポイントはありますか？いいえ、リングの左側のどこにいても、あなたの手は等しく破壊されます。

ひずみゲージで測定される力は、電圧に類似しています。他の電圧と比較した電圧のみを測定できます。そのため、電圧計には2つのプローブがあります。黒鉛を置く場所はどこでも「0V」と定義されます。したがって、質問で提示するシナリオは、BとCの差を測定するようなもので、ゼロです。

リングの側面全体に圧縮力があることがわかっているため、これは少し奇妙に思えます。それは何かに良いはずです。しかし、これを考慮してください：地球の大気中のすべてのガスの重量は、海面で1平方インチあたり約15ポンドの圧力になります。これは、この圧力にさらされているからといって、動力を供給されるマシンを作成できるということですか？いいえ。この大気圧で作業するには、圧力の差が必要です。違いがなければ、空気を動かすことはできません。上記の力の定義を再度検討してください。これがどのように真実であるかが明らかになるはずです。

あなたの電圧計と先生はどちらも正しいですが、電気の水の例えはこれまでのところしかありません。大きな欠点の1つは、水とは異なり、絶対電圧がないことです。電圧は常に2点間で相対的です。

「10ボルトの電流が流れる」というようなことはありません。電圧は、電荷を押して電流を発生させる力です。電流は実際に流れる電荷です。電流なしの電圧、および電圧なし（または測定可能な電圧なし）の電流を持つことは非常に可能です。

正しく適用すれば、先生の川の例えはこの場合でも実際に機能します。電圧は、下流の水を押し出す川の圧力です。川では、この圧力を水面の高度として見ることができます。川に岩を積むと、川の表面は岩よりも下よりも高くなります。岩の上と下の間の相対圧力ゲージで測定した場合、それは圧力差として現れます。

ワイヤーは、岩のない川のようなものです。ある地点と数フィート上流の圧力は、基本的に同じままです。それが電圧計の表示です。本物の川と銅線の違いの1つは、本物の水でできることとは異なり、銅線がはるかに理想的な川であることです。ワイヤは非常に非岩石（抵抗ではない）であるため、フローに対して非常に小さな電圧が生成されます。実際には、ワイヤ上の2点間にわずかな電圧差がありますが、ワイヤは非常に良好な導体なので、この電圧差は通常のマルチメータでは測定するには小さすぎます。短い電線を数十メートルの電線と交換し、それを横切って測定すると、マルチメーターに小さな電圧が表示される場合があります。

10ボルトの電流が流れています！

電圧は「流れません」。これは、起電力の尺度であるため、2点にのみ存在します。

これは、山の高さを測定しようとするのと同じです。「絶対的な高さ」のようなものはありません。他の何か、例えば周囲の平野、海面などに対する相対的な高さのみがあります。

電圧に関することは、常に何かに対して相対的に測定する必要があるということです。つまり、メーターは個々の電圧レベルではなく、電圧差を測定します。理想的な状況では、例のメーターはゼロを示します。ただし、ワイヤにもわずかな抵抗があるため、マイクロボルトの精度のメーターがある場合、非常に小さな電圧測定値があります。

電圧差の説明とわずかに接していても、電圧レベルは実際には人を傷つけません。人を傷つけるのは電圧の違いです。これは、技術者が500,000の電圧ラインで揚げることなく作業できる方法です。彼らは自分の体全体の電圧差がゼロになるように、電圧レベルを最大500 KVにします。

これは私の物理学の先生の一人がこの概念を理解するのを助けるために私たちに言った例です。あなたがエンパイアステートビルの上にいると想像してください。その高さはあなたに害を与えません。ただし、ジャンプする場合、高さの違いはあなたを殺すでしょう。これは電圧の概念と同じです。

実際には、ワイヤに沿った任意の2点間に電圧降下がありますが、ワイヤの抵抗が小さいため（ワイヤに小石が少しでもあるため）小さくなります。

例：2つのプロング間のワイヤの抵抗が非常に小さく（たとえば1/1000オーム）、1アンペアの電流が流れる場合、1/1000ボルト（0.001V）の電圧降下が発生します。電圧計のプロング。

電圧計が10Vレンジに設定されている場合、この電圧降下は見られず、メーターはゼロを示します。

電圧計でmVまたはuVの範囲まで測定できる場合、メーターのプロングをワイヤに沿って動かすと、回路に電流が流れている限り電圧が変化することがわかります。

電流が流れていない（つまり、回路が壊れている）場合、この電圧の変化は得られません。

これは、電圧計が2つのプローブ間の電圧の差を測定しているためです。リード線の間に電圧を降下させる抵抗などの回路要素がないため、電圧差はゼロになり、電圧の読み取り値はゼロになります。岩（抵抗体）がないため、川のアナロジーに関して、水の量とプローブ間での水の速度は同じになります。

電圧が測定される場合、電圧は、定義により、測定値が示すものは何でもです。電線の抵抗率や距離、流れる電流量など、他の理由に基づいて単にゼロと呼ぶと、測定は考慮されなくなります。