物理学

【物理】「並列回路」と「電流・電圧・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

2-2. 電圧について

2-2. 電圧について

image by Study-Z編集部

並列回路では、電流が枝分かれするのだから電圧も枝分かれするのでは?と考えた方もいるかもしれません。しかし、並列回路では電圧の大きさは変わらないのです。

電圧は、電流を押し出す役割があります。このとき、抵抗があることで初めて電圧は下がるのです。つまり、抵抗がない限りは電圧は下がりません。この並列回路では、R1とR2にたどりつくまでの間、抵抗がありませんね。そのため、電流を押す力は枝分かれをしても変わらないのです。

もう少しわかりやすく考えてみます。A点での電圧は、E[V]ありますね。ここから電流を押し出したとき、電圧はそれぞれの抵抗を乗り越えられるだけの電流しか押し出せません。つまり、R1もR2もE[V]の電圧であるということができます。

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電圧は抵抗を越えるまで下がらない、と考えるとわかりやすいな。

2-3. 抵抗について

電圧は、それぞれの抵抗を乗り越えられるだけの電流しか流せないということがわかりました。このことから、抵抗は電流の大きさを左右する大事な存在であるということがいえます。

3. 並列回路の解き方は?

並列回路は電流が枝分かれするので、何を求めたいかによって計算方法が少し変わります。いろんなパターンを見てみましょう。

3-1. 並列回路全体の抵抗を求めたい

3-1. 並列回路全体の抵抗を求めたい

image by Study-Z編集部

並列回路の電圧や電流を求める場合、まず抵抗を求めなければなりません。並列回路全体の抵抗(通称は合成抵抗)を求めるには、ちょっとだけ特別な式を使います。この式に少し注意!よく見てみると、求めるものは抵抗ではなく、抵抗の逆数です。つまり、この式で求めるだけでは合成抵抗にはなりません。求めた数値の、さらに逆数を求める必要があります

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実際に例題を解いてみましょう。

この回路の合成抵抗を求めます。先ほど紹介した式を使うと、

1/R = 1/15 + 1/20 = 7/60 Ω

となりました。ただし、これで終わりではありません。この答えは1/Rなので、逆数を求める必要があります。

R = 60/7 = 8.57…[Ω]

となりました。抵抗が2つだけならそこまで難しくありませんが、3つ4つと増えていくと計算がややこしくなるので注意しましょう。

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suppon278