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起電力と内部抵抗（電池・計器）きでんりょく

4アマ 3アマ三陸特二陸特一陸技

電池などが電流を流そうとする力が起電力 E〔V〕。電池の中にも抵抗（内部抵抗 r）があり、電流 I を取り出すと端子電圧は E−Ir に下がる。計器では電流計の内部抵抗は小さく、電圧計の内部抵抗は大きい。

試験ではここ

「蓄電池のアンペア時〔Ah〕は何を表すか」→ 容量（起電力は〔V〕、内部抵抗は〔Ω〕なので誤り）。電流計は直列、電圧計は並列につなぐ。電圧計を直列にすると内部抵抗が大きく電流がほとんど流れず、電流計を並列にすると短絡状態になる。

電池は「電流を押し出すポンプ」で、その押す力が起電力です。ただし電池の中にも小さな抵抗があり、電流を流すとそこで電圧の一部が失われます。そのため負荷をつないで電流を流すと、電池の端子に出てくる電圧（端子電圧）は起電力より少し下がります。

端子電圧

V = E - Ir

E は起電力〔V〕、r は内部抵抗〔Ω〕、I は流す電流〔A〕。電流を多く取り出すほど端子電圧は下がる

流れる電流

I = \dfrac{E}{R + r}

R は外につないだ負荷抵抗〔Ω〕。内部抵抗 r は負荷と直列に入っていると考える

数値例です。起電力 12〔V〕、内部抵抗 0.5〔Ω〕の電池から 2〔A〕を流すと、V＝12−2×0.5＝11〔V〕です。電池が古くなると内部抵抗が増え、端子電圧が下がりやすくなります。

計器の内部抵抗とつなぎ方

ひっかけ

起電力と端子電圧は同じではありません。電流を流していないときは等しく、流すと内部抵抗のぶん端子電圧が下がります。計器の問題では「電流計は内部抵抗が大きい」「電圧計は直列につなぐ」のように逆にした肢が誤りです。

三陸特・日本無線協会令和元年10月期無線工学問15

蓄電池のアンペア時〔Ah〕は、何を表すか。

正答: 容量

アンペア時〔Ah〕は放電電流〔A〕と放電できる時間〔h〕の積で、蓄電池に蓄えられる電気量、つまり容量を表します。例えば 10 Ah の蓄電池は 1 A なら約 10 時間放電できます。

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三陸特・日本無線協会令和3年2月期無線工学問18

抵抗 R に流れる電流を測定するときの電流計 A のつなぎ方で、正しいのはどれか。

正答: 図２（電流計を抵抗 R と直列に接続、＋端子を電源の＋側に）

電流計は測定する電流がそのまま計器を流れるように、抵抗 R と直列に接続します。また直流用の計器は極性があるので、＋端子を電源の＋側、－端子を－側に向けてつなぎます。この図だけが両方の条件を満たしています。

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4アマ・日本無線協会 CBT例題無線工学 No.3 問23

次の記述は、リチウムイオン蓄電池の特徴について述べたものである。［］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。リチウムイオン蓄電池は、小型軽量で電池 1 個当たりの端子電圧は 1.2〔V〕より［Ａ］。また、自然に少しずつ放電する自己放電量が、ニッケルカドミウム蓄電...

正答: Ａ：高い　Ｂ：できる　Ｃ：ある

リチウムイオン蓄電池は 1 個当たり約 3.6〜3.7〔V〕と端子電圧が高く、小型軽量で自己放電が少ない。メモリー効果がないため継ぎ足し充電ができる一方、破損や変形による内部短絡で発熱・発火する危険性があるので取扱いに注意が必要である。

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