電圧とは、電気エネルギーを移動させるための「押し」または「引き」の力と考えることができます。より正式には、電圧は二つの点間の電位差として定義され、電荷がその二つの点間を移動する際に行う仕事(エネルギー)の量を示します。電圧は、電気回路の中で電流を流す原因となるものです。
電圧(でんあつ、英語: voltage)とは、電気を押し出す力を意味する。 国際単位系(MKSA単位系)で電圧の高低差を表す単位として、ボルト(V)が使われる。 電圧を意味する記号には、EやVがよく使われる。 電圧は電位差ないしその近似によって定義される。
電圧って何?
電圧の例
公園のすべり台を想像してみてください。すべり台の上がとても高いところですね。すべり台の上にボールを置くと、ボールは下に向かってすべっていきます。ここでの高い位置が電池のプラスの部分、下の地面がマイナスの部分と考えることができ、ボールがすべるのは電気が流れることに似ています。ボールがすべり台をすべるのに必要な「押し」が電圧です。
電圧が高ければ高いほど、電気は強く押されて流れます。すべり台がもっと高ければ、ボールはもっと速く地面に到達しますよね? 電気も同じで、電圧が高いところでは、電気が強く押されて速く流れるんです。
電圧によって電気がどれだけ強く流れるかが決まり、私たちが日常で使う電化製品が動く力となっています。だから、電気を使うときには、適切な電圧を使うことが大切なんですよ。
基本的な概念
- 電位差
- 電位とは、特定の点における電気的な位置エネルギーを指します。電圧はこの電位の差によって定義されます。例えば、電池のプラス極とマイナス極の間には電位差があり、この差が電圧です。
- 単位
- 電圧の単位はボルト(V)です。
- 計測
- 電圧はボルトメーターを使用して測定されます。
電圧の作用
電圧が存在すると、電荷(主に電子)は高い電位から低い電位へと移動するように促されます。これが電流の流れを生じさせ、電気器具が動作する原因となります。たとえば、家庭用の電源から電化製品に電力を供給する際、電圧が重要な役割を果たします。 電圧が高いほど、より多くのエネルギーを電荷に与えることができ、その結果、電流が強くなります。これが、高電圧の電線が遠くまで電力を効率的に送ることができる理由です。また、低電圧の場合は安全性が高まりますが、エネルギーの輸送能力は低下します。 このように電圧は、日常生活で使用される電気の基本的な特性の一つであり、電気工学や電子工学の多くの分野で非常に重要な概念です。