内部抵抗

電圧源と電流源と電圧計と電流計は対称性が良いので並べて示します。

これらは理想的な素子です。

「理想的な」って言われると、「現実にはそのままじゃ使えない?」って思うけれど、そうでもない。
抵抗とかコイルとかも理想的な素子だけど、そのまま使っています。
小学校の時の豆電球の実験で使った電池は理想的と仮定して計算していたし。

ただ、理想的な電源の何が問題かといえば。
回路を解析した時に、「解なし」となりうるからです。

そこで、内部抵抗を入れておきます。
内部抵抗があれば、もの凄く不自然な回路を作っても解が得られます。

「やっちゃダメだ」と言われる代表の電池の短絡。
これは「解なし」になります。
等電位のはずのノードに電位差が生じて不合理なので。

これも、内部抵抗を考慮すれば、ちゃんと解が得られます。
電池を短絡したら現実には何かがおきるはずで、「解なし」になるはずはない。
ので、とにかく解が得られることは大切です。

では、なぜ電圧源の内部抵抗は直列で、電流源の内部抵抗は並列なのか。
といえば、これも同様の理由です。

この通り、電池の内部抵抗が並列だと「解なし」になりうるからです。

そういうわけで、今回は内部抵抗を導入しました。
まだまだ続く。

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