物理学

【物理】「直列回路」と「電圧・電流・抵抗」について理系大学院生が解説!5分でわかる電気の基礎

よぉ、桜木建二だ。今回は、電気を理解するうえでは欠かせない「直列回路」を「電流・電圧・抵抗」を使って説明していくぞ。
直列回路は、電圧や抵抗が隣り合ってつながっている回路のことだ。直列回路の基本的な働きや仕組みを理解することで、電気のことがよりわかりやすくなるはずだ。

高校、大学、大学院と電気を専攻してきたライターさとるめしと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

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ライター/さとるめし

工業高校電気科卒、大学、大学院と電気工学を専攻している現役大学院生。「電気はよくわからない…」と言う友人や知人に、どうすればわかりやすく電気について理解してもらえるか、日々考えながら過ごしている。

1. そもそも直列回路とは?

image by iStockphoto

直列回路と急に言われても、何のことやら…と思った方も少なくないはず。

漢字から、真っ直ぐな列の回路であることがわかるかと思います。何が真っ直ぐな列なのか、具体的に考えていきましょう。

2. 直列回路に必要な電圧と電流と抵抗

真っ直ぐな列が何なのかを説明する前に、簡単に電圧・電流・抵抗のについて説明していきます。

2-1. 電圧の役割

2-1. 電圧の役割

image by Study-Z編集部

電圧は、電気の圧力、と言えるでしょう。電流を押し出す力のことであり、この押し出す力は抵抗によって変化することが、オームの法則からわかります。

単位は[V]と表記され、読み方はボルトです。直流の直列回路の場合、画像のような回路図記号を使うのですが、ここで注意点。2本の棒、左右で長さが違いませんか?実は、この違いには大きな意味があります。長い方がプラス(+)、短い方がマイナス(-)と区別されているんです。

直流回路は電圧のプラスから始まり、マイナスで終わります。このプラスマイナスを間違えると、回路の働きが変わってしまう場合があるので気を付けましょう。

直流とは?

直流とは、乾電池のように一定の電圧を出し続ける電源のことです。似たもので、交流があります。こちらは、常に電圧の大きさが変化する電源です。

image by Study-Z編集部

電圧のプラスマイナスがなくなってしまうと…?

回路を書く際、プラスとマイナスをしっかり区別しないと電圧ではなくなってしまうので注意!実は、電圧とそっくりな記号のコンデンサがあります。コンデンサは、ざっくり説明すると電気を貯める役割なので、電圧とは全く別物なのです。

たかが棒、されど棒だと思ってしっかり確認しましょう!

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