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円錐の抵抗値の計算方法
通常、抵抗率Rは、抵抗率をp(ロー)、長さl(エル)、面積Sとして、R=p×(l/S)と計算されることは広く知られています。 そこで質問です。 円錐のような形状の金属や半導体の場合、抵抗値はどのように計算することができるのでしょうか? 抵抗率は物質によるものなので、調べればわかりますが、円錐の形状の場合、単純に(l/S)では求まらないと思っています。 実際に計算したことのある方や、専門家の方からの回答をお願いします。
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円錐の頂点からの開口角[表現は正しくないかも。ようするに平面図上の頂点からの円錐(平面図上では2等辺三角形)の開いた角度]をθとすれば、頂点からLの距離のSは「{Lタンゼント(θ/2)}の2乗×π」で求まります。 したがって、「タンゼント(θ/2)}」をAと置けば、 S={(LA)の2乗}π したがって、求める抵抗値Rは R=インテグラル(L1からL2){p×L/[{(LA)の2乗}π]dL では、求まらないのでしょうか。
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- space-alien
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間違っていました。ごめんなさい。 修正式 R=インテグラル(L1からL2)[ρ×1/{(LA)の2乗}π]dL では、求まらないのでしょうか。 ご存知のとおり、この式では「底面間」の抵抗値しか計算できないと思います。この場合、ΔSは考慮しなくて良いのでは。
- space-alien
- ベストアンサー率36% (18/50)
積分すれば算出できると思います。 ΔR=p×(ΔL/S)の関係がわかっているのですから、円錐の形状(LとSの関係式)がわかれば、Lの範囲を指定して、円錐の頂点と底面間の抵抗値は計算可能だと思います。 その他の指定点間の抵抗値はご了承ください。(私も時間がないとわかりません)
- ryn
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端子を繋ぐ場所によって抵抗値は変わります. 方針としては電池の+側につないだ部分をV[V] -側につないだ部分を0[V]として その境界条件の下で内部の電場or電位を 求めれば抵抗値は出ます. ただ,頂点と底面の中心の2点に端子をつけるのでは 解析的に解けそうにないので, 今は頂点を+極,底面全体を-極とするのがよいように思います. 電磁気学をやらなくなって久しく, 実際解いてはいないのであしからず.
お礼
「内部の電場or電位」から抵抗値を出す方法を私は知りません。もしよければ、教えていただけませんか? 底面全体を-極とすれば、解析的にも解けるのでしょうか?それはやはり、電場や電位から求めるということになるのでしょうか? 宜しくお願いします。
お礼
確かにΔRとして計算することによって求まるかもしれません。ヒントをいただいたと感じています。 積分の概念と円錐の形状を考えると、抵抗値Rは微小長さΔLと、それに依存するΔSとして計算することができるかもしれないです(つまり、ΔSを微小長さΔLの関数とする)。円形の微小面積の抵抗値がわかれば、円錐の抵抗値を計算することができるかもしれないです。 ありがとうございました。