下手なイラストでスマ - 家電@ふたば保管庫

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43446 B


下手なイラストでスマン
俺の疑問に答えられる人いるかい?
スイッチを入れた時に、電球A、電球B、電球C、が、それぞれどんな順番で点灯するか知りたいんだ。
条件は以下の通り

 ・電池、スイッチ、電球A、電球C、はそれぞれ数メートルしか離れてない
 ・電球Aと電球Bは30万km離れている
 ・電球Cと電球Bも30万km離れている
 ・電線の電気抵抗は考えに入れない削除された記事が4件あります.見る

  答えは以下のどれになるんだろう?

(ア) スイッチを入れたとたん、電球A、電球B、電球C、は瞬時に点灯する
(イ) スイッチを入れたとたん、電球A、電球C、は瞬時に点灯する、電球Bは1秒後に点灯する
(ウ) スイッチを入れて1秒後に、電球A、電球B、電球C、が同時に点灯する
(エ) その他

どうなるか教えてくれ

  エ

  ア

  (ウ)では

30万キロ 光と電気の到達距離が同じと考えると
+から−に流れた瞬間 点灯すると考えたが・・

  ↑訂正

B−C間が 30万qだったら ×2で 2秒かかる
正解は(エ)に該当する。2秒という答えが無いから

  スイッチが入る前に電位差が生じている部分はスイッチの両端だろ
だからスイッチを入れた直後は
スイッチに近いA周辺の電子がまず移動をはじめる
あとはB,Cの順だ
水門のイメージでいいと思う

  交流と直流では順序が変ってくる、気がする

  >水門のイメージでいいと思う
ただし水門の先は水のない水路ではなくて、水が満たされているパイプ
導体中には自由電子(伝導電子)がある
よって水門が開いた瞬間に
全体で同時に水が動き出す
よって答えはア
電源の極性も、スイッチの位置も、交直流も関係ない

  水は誤解しやすいので空気か
圧力は音速以上では伝わらない

電圧の伝達も光速を超えない
から遅れるでしょう

  情報伝達が光速以上で行われてしまうから全部が同時ではないでしょうね。

  ↑?
電気の到達速度って 1秒間で30mkじゃなかったっけ?
光や電波と同じ速さって 記憶あるけど・・

  97187 B
何故かエジソンは直流にこだわった
電気椅子さえも

  書き込みをした人によって削除されました

  空間を伝わる電磁波の速さは30万km/sでも
導体に流れる電流の速さ、導体の中の自由電子の振動の伝わる
速さは、それよりずっと遅い、数100kmとか?
ようわからん

  階段の照明のスイッチの構造を考える方が頭の体操になりそうな気がする

  スレ主の質問の答えは(エ)だよ。

まず、導体中を電子は「流れる」のではなくバケツリレーで押されるように伝わるの。
(導体が、電子の入ったバケツを持って待機してて、スイッチが入れられるとリレー開始!)

で、このリレーする速度は「電流」に比例するから、順番はA→Cになるはずだけど
(電極が不明なので…)どういうタイミングで光るかは電池の電圧次第です。

  ○電池の電流次第です。
×電池の電圧次第です。
失礼しました。

  スイッチ側がマイナス極だとするとAの1秒後にB、その1秒後にC

  まず、電池は−極が電子を出すと共に+極は電子を取り込もうとするから、+−は関係ないと思う
ミクロな観点で見れば、スイッチに近い電球Aにまず電圧変動がいち早く発生して光り、
それに伴って電池内のイオンバランスが変動して電池の反スイッチ側に電圧変動が発生し、
その電圧変動で電球Cが光って、その後どちらかの電圧変動の波が
電球Bに伝わって電球Bが光ると予想する

  書き込みをした人によって削除されました

  7157 B
最初に考えて
説明図まで作ったが100%の確信がなくお蔵入にしていたもの

  30万kmもあると線間の容量も結構大きいんじゃ?
相手方に「電流が流れた結果」として電圧が伝わるには相当な時間がかかる
AとCはスイッチON直後からずっと光り続けるがBはずっと後

なお電線の抵抗を無視するとはされているが、
電球の抵抗と電線間の容量については無視しないということでいい?

  電線に特性インピーダンスがあるからABCの順番でついていくんだけど、
抵抗ゼロだとBがついた光が遅れて届くからAが最初につき次にBCが同時についたように見える

  観測者はスイッチのところ、つまりAの近くにいるってことでいいのかな

  どう見ても家電じゃない

  漫画か小説のアイディアに使うつもりなのかな
ディレイを利用して主人公が形勢逆転のきっかけにする
みたいな事に使えそうな気がする

  装荷線輪は? 忘れたの?

  容量性よりも誘導性が支配的ですよ。
タコ糸の代用にゴム糸でタコを操ろうとしてるようなものですよ。

世界で最初に電信通信用の長距離ケーブルを引いたときに失敗しています。そして装荷線輪が発明されました。

アンプが使える時代になっても、装荷線輪などのインピーダンス補償が必要です。
DIMMメモリはアクティブ型で自動終端されインピーダンス整合されることで基板やコネクタの配線を経由した信号波形の歪を減らしています。
HDMIケーブルやRGBケーブルやコンポジットビデオケーブルも長くなると以下のような補償回路が必要になります。http://www.idk.co.jp/products/vlc-30hd.html

  >・電線の電気抵抗は考えに入れない

  電線中の速度は光速の約0.7倍でおk

  義務教育で習う実相分の電気抵抗以外に、専門で習うコイルやコンデンサの成分による虚相分の電気抵抗があるよ。配線が長いと丸めたコイルと同じ現象がでる。

分布常数回路や、過渡現象解析の知識が必要になるよ。検索してみて。

電話が発明される前に、偉い人がそれに気付いて装荷線輪などを発明した。

電源OFF−ONのときに、長い配線が一時的に電気エネルギーを溜める物理性質があるので、その計算に過渡現象解析をやらなきゃいけないで、素人さんは無理できないよ。
直流回路の定常状態と全く異なる物理現象だし、

高等数学を使うので、電気工事士でも理解が困難な人がいる。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1124012276

電線の材料が不明だけど短縮率が光速の約0.83倍ぐらいか
理科年表を持ってなかったら本屋で買いましょう

  電線など固体を電気が流れる理論だって複雑だよ。

抵抗器だって簡単じゃない、温度変化で抵抗値の変化がすくない材質や格子振動の熱雑音が少ない材質や周波数特性が平坦な材質が使われてるよ。

以下、固体物理理論の神戸大のPDFファイル
http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-nanoelectronics/Japanese/tsuchiya/suributuri/suributuri.pdf

日本の大学教授がダメなのは、その理論が実際の部品にどう応用されてるのか知らないこと。

  電池の内部抵抗や、配線の純抵抗や誘導抵抗や寄生容量を無視できるのなら、
フィラメントの抵抗が大きい電球から先に点くはず。

  つかこれでは「答えた」ことにはならんと思うけど?

  囘t

  >フィラメントの抵抗が大きい電球から先に点くはず。
えっ?

  >つかこれでは「答えた」ことにはならんと思うけど?
キーワードだけ並べ立てて、「検索してみて」「本持ってないなら買え」ではねえ
挙げ句無関係な電気工事士やら大学教授を貶して、上に立ってみせるという

  >電池の内部抵抗や、配線の純抵抗や誘導抵抗や寄生容量を無視できるのなら、
それ無視したら、スレ主がわざわざ地球と月の図描いたのが救われないよ

理系だと結構無視してる設問が多いのに、工業系だと普通に出てくるギャップが楽しかったなあ

  >電線の電気抵抗は考えに入れない
これはリアクタンスも考えに入れないなら
電線の存在は無視出来る(ア)

リアクタンスは考慮するなら物理形状による過渡現象を考慮する必要が有る(エ)
伝送の問題

  >(ア)
ずっと上のほうにも書いたけど、それだとアインシュタインは正しくなかった事に...
釣? 極 無極?
  IP:218.226.*(infoweb.ne.jp)

漠然杉
最低限 直流 +- 交流
電球は電気が流れてから輝き始め抵抗値変化
照度無視なんだろうな

ledは通電で点灯だが種類で駆動電圧がちがう
 閾値があるから それいじょうじやないとな

  54392 B
ここで、 はその物体の長さ(単位はメートル)、A は断面積(単位は平方メートル)、ρは材質によって決まる電気抵抗率(単位はオーム・メートル (Ωm


  28908 B
本文無し


  >「答えた」ことにはならんと
問題の設定や仮定がよくないんだよね
「無視する」(=0)と仮定すると他のことも同様に仮定すべきで、
「無視できない」(≠0)とすればきっちり計算すべき問題なのに、直流抵抗だけゼロという中途半端な設定

全部無視なら電線すら不要で、月から地球まで光が届く問題でいい

  ウじゃねーの
電子が電池の陽極までにまで到達しないと電流にはならないから

  回路だから1秒たたないと電位差が発生しない

  (ウ)が正解だろうな

(イ)がもし正解だったら「もし電球Bが切れてたら(球切れしてた)ら回路が一周ちゃんと繋がってないのに電球Aと電球Cは1秒間くらいは点灯するという事になる
それは変だよね

  (ウ)の様に遅延が生じたときの時間は2秒ではないか。
電線長は60万km

  >それは変だよね
60万キロ分というと相当な量の金属なので帯電してる電荷が使われると思う。

  電気ショックの伝達速度は光速に近いけど、電気ショックを伝える媒体(電子や正孔)の移動速度(例えば、電子移動度で検索してね)はとても遅いんだよ。

設問の仮定が矛盾してるので、正解はない。
もし、仮定に矛盾がないように修整すると、過渡現象解析なので高等数学が必要になる。

アインシュタインの理論は、間違ってるのもあるからね。

  回路って、流れる回遊プールみたいなもの

プールが水で満たされてるように、電線が自由電子で満たされてる

号令をかけた行進みたいに、一斉に流れ出す
号令かけて全体が動き出すまでは光速に近いけど、
行進そのものは遅い

  コイル状に巻いて 
そのコイル状の電線をコイル状に巻いて
それをさらに電熱器みたいにグルグル巻いて…

実験スペース確保

あ  そもそも直線じゃないといけないのか

  >水は誤解しやすいので空気か
管の中に水が詰まっているイメージの方がいいと思う

水が電子。
電球は、スイッチのところの水が電球に届いたら点灯するのではない
押されてくる圧力が伝わってくれば(=水が動き始めれば)点灯する

これでいいはず

  >管の中に水が詰まっているイメージ
だったら 何万メートルでも何光年でも 圧縮を考慮しなければ 
片方から圧力かかれば 瞬時に流動と考える?
日中の太陽光だって 太陽で発光した光は 地球まで約8分も
かかって届いてるのに 光と電気、電波の速度は同じなら それは理屈に合わないのでは?

  時間スケールを変えれば別に30万キロ引っ張る必要ないね。
電球に繋がる2本のリードの電位差がいつ発生するかを見れば良いんだろうな。

  >No.154956
圧力の伝搬は、その媒体の音速を超えられないんだよ!

  >圧力の伝搬は、その媒体の音速を超えられないんだよ!

トコロテン押出すのに 音速速度必要かぁ?
押せば下から即出るのに??

配管の中に水が詰まってる。物体の圧縮を考えない。とならば
トコロテン押し出しと同じだと思うが?

  >>押せば下から即出るのに??
バカかおまえは。
トコロテンの音速は1000m/sくらいだろ。お尻を押してから10cm先の先端が出てくるまでに、最低でも1/10000秒くらいの時間がかかってんだよ。

  何か話がややこしくなったけど
指摘された(俺のレス)バカなりの見解だけど

圧力の伝達速度ってその物体の音速と加圧される圧力の合計だと習った記憶があるが
そうなれば 伝達速度は音速を超えるのでは?
電球はまずかったな
  29222 B
水が電子。
電球は、スイッチのところの水が電球に届いたら点灯するのではない押されてくる圧力が伝わってくれば(=水が動き始めれば)点灯するLEDならな
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1113977391
  密には電荷の流れならば何でも電気エネルギーを運べるので、陽子流でも他の荷電粒子の流れでも電流になれる。ただ、普通に電気として使う電流は最も移動し易い電子の移動による。・電流の速さは電子の速さである・・・・・間違い
電流の速さは「電子が動く」という状態変化の情報伝達速さなので、電子の速さそのものとは全く異なる。電子の速度自体は光速の200分の1程度だが、真っ直ぐ進むわけではないので、導線の中の電子の動きは歩いて追いかけられる程度の速さしかない。
・電流の速さは電場変位伝達の早さである・・正しい電場の変化が伝われば、その変化によってその位置の電子は加速される。よって、電場の変化が伝わればそこの電子が電気エネルギーで仕事をすることが出来るの

  あ 長さ関係ないわ
閉鎖回路だからアが正解
観測者に現象が伝わるまでには1秒以上かかるけど

  書き込みをした人によって削除されました

  抵抗ゼロって命題だから電子の伝達速度は光速と同じ
でもそれは閉鎖回路だから関係ない
30万キロのU字型の棒を動かして各点が動き出す時間を観測するのと一緒になるんじゃないかな

  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E5%85%89%E9%80%9F%E9%80%9A%E4%BF%A1#.E6.A3.92.E3.81.AB.E3.82.88.E3.82.8B.E9.80.9A.E4.BF.A1
>"時空自体の実際的な歪み"の影響で伸縮してしまい、ちょうど光速にしかならない。
やっぱりよくわからない

  まあ、どんなに硬い物質があっても素粒子レベルまで行けば中身はスカスカでしょうからね。
そういった粒子が何かの力でお互いの距離を保ってるだけであって、その間はなんにも無いただの空間。
詳しくは知らんが。

  書き込みをした人によって削除されました

  >やっぱりよくわからない
そこは思考実験だから気にしなくて良いと思う
事象の伝達速度は光速を超えない、とだけ覚えておく

  んん~?そ

  弾性体の理論は物質の微細な構造まで考慮して組まれたものではないから
弾性率無限大みたいな極端な状況では物理学の他の理論と矛盾してくることもあると思うよ

  電線のエネルギーは電子ではなくて電磁波のポインティングベクトルで伝わるの。だから光速度。

  エジソンとニコラテスラの争いが未だに解決してないってのはよくわかりました。

  俺はテスラに一票!

  答えはウ
電位差が生まれるのはスイッチが入って一秒後だ
それまでは方極だけ電球に繋いでる状態なんで
電球は点灯しない

  だめだこりゃ。IQの差が激しすぎる。

  ちなみにニュートンもエジソンもオレよりかなりIQが低い。

  それ、時間で状態が変わる過渡現象なので、義務教育の直流回路の知識では不可能だぞ。
交流回路の知識がなきゃ、リアルな問題が作れないし解くこともできない

実験して体験しないとわかるづらいものだけど、
擬似実験して学べる便利な教材が出てた
http://www.micronet.co.jp/ISBook/koryu1.html

  キーワードだけ並べて、決して自分の答えは言わず、
高いIQを誇るIP:61.210.*(infoweb.ne.jp)さん流石ですね

  交流回路は定常状態を扱うから、この問題と違うんだけどな。

  いやスレ主の問題設定が適切(well posed)でないから答えは出しようがないよ

  いやスレ主の問題設定が適切(well posed)でないから答えは出しようがないよ)
落ちは、そーいうことw、