このまえ工作したとき、なぜ可変抵抗器は
値を変えると電圧が変わるのではなく
電流が変わるのかについて悩んでいました。
……が。昨日、『（x）Ωの抵抗に（y）Vの電圧をかけたら、
（z）Aの電流が流れる』というような文を見たあとぼんやりと考え続けた結果、
今日、ひらめきました。
――そういうことだったんだ！
前にわたしが悩んだのもただそれだけで、
それがわたしが欲しかった式と概念だったのだとわかりました。
電流と電圧はどう違うのかの概念もそれで理解できて、
電気の半分くらいはわかったような気がします。
つまり、電気とは、寒天のかたまりのようなものです。
抵抗器や電気回路というのは、下限ではなく上限を設けるもので、
たとえるなら筒です。
『壁に開いた1cmの穴に3キロの力で寒天の塊をねじ込んだら、
1秒間に穴から出てくるところてんの体積はどれだけか』
これが、電圧と電流と抵抗の基本。
抵抗値があがるということは穴が小さくなるということで、
出てくるところてんの量がすくなくなるということ。
でも、押し出す力は壁の向こうで同じだけの力を持っています。
だから可変抵抗では押し込む力が変化せず、電流だけ小さくなったのです。
そして壁に入りきらずに周りにとびちった寒天が
ロスト分のエネルギーであり、電子回路では熱になります。
穴がちいさければ寒天が入りきらずに飛び散り、
電子回路は無駄な発熱が起こるというイメージも得心が行きました。
ならなぜ、LEDは回路に入れると電流でなく
電圧が下がるのかと今疑問を持って調べてみたら、
LEDは発光ダイオードであり、ダイオードは電気を通すと
電圧を降下させる特徴があるのだそうです。
考えれば最初、USBの5Vを1.5Vに降下させるというところから
わたしの電子工作が始まったせいで、
最初にLEDの情報に行き着いてしまったことにより、
電圧は簡単に変化するのだと思ってしまったのが
一番の失敗だったとわかりました。
最初にLEDなんかに行かずに、抵抗器と電流の情報にたどりついていたら、
もっと早く理解ができたのかもしれません。
今ならわかりますが、やっぱりUSB電圧を降下させるのに、
LEDは使わなくてよかったです。
LEDは電圧を降下させられますが、使用できる電圧に制限がある上、
電流の上限がとても低いので、
電流で動かすモーターでは、求める電圧は出ても
求める電流がほぼおそらく取れなかったろうと思います。
そして、電圧と電流の関係がわかったら、
可変抵抗の持つ特徴というのも理解できました。
抵抗器は、（電圧）÷（抵抗値）だけの電流を通します。
わたしの回路だと1.5V電源を使っているので、
最低値の1Ωのとき、1.5アンペアの電流が流せます。
最高値の100Ωのとき、0.015アンペアの電流が流せます。
わたしの体感では、じゃあダイヤルを半分にして、
50Ωにしたら0.75アンペアくらい流れるんじゃないかと思っていたのですが、
それは正比例的な考え方でした。
実際は分子を分母で割る反比例のために、上がり下がり幅は
極に近いほど大きくなり、50Ωで0.03アンペアでした。
これではモーターが動作しないのも納得です。
1.5アンペアが半分の0.75アンペアになるのは、抵抗値が2のとき。
可変抵抗のボリュームが100段階あるとしたら、
スイッチを入れてほんのすこし動かしたところで、
流れる電流は半分になるということです。
道理で可変抵抗には抵抗の増し方でAタイプ・Bタイプ・Cタイプと
3通りの製品が用意してあったわけだと理解できました。
わたしの可変抵抗がいやにシビアなダイヤル操作を求めてくるわけも理解できて
新しい世界が広がった感じがしました。
すこし電子工作が面白くなってきました。
