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子供のための物理学
抵抗の直列と並列
電子回路で抵抗器を使用する場合、さまざまな構成で使用することができます。 どの抵抗器が直列で、どの抵抗器が並列かを判断することによって、回路または回路の一部の抵抗を計算できます。 以下にその方法を説明します。なお、回路の合計抵抗は、しばしば等価抵抗と呼ばれます。直列抵抗器
下の図のように、抵抗が端から端までつながっている状態を「直列」といいます。 直列の抵抗の合計値は、それぞれの抵抗の値を足すことで求められます。 下の例では、R1 + R2が合計の抵抗値となります。
ここで、もう一つ、抵抗をいくつか直列に並べた例を示します。 電圧Vを横切る抵抗の合計値は、R1 + R2 + R3 + R4 + R5です。
サンプル問題です。
下の回路図を使って、不足している抵抗Rの値を解きなさい。
回答
まず、回路全体の等価抵抗を求めます。 オームの法則から、抵抗＝電圧／電流であることがわかりますので
抵抗値＝50ボルト/2アンペア
抵抗値＝25
また、抵抗器を直列に接続して足し算することでも、抵抗値を把握することができます。
抵抗値＝5＋3＋4＋7＋R
抵抗値＝19＋R
ここで、抵抗値を25とすると、次のようになります。
25 = 19 + R
R = 6 オーム
並列抵抗器
並列抵抗とは、電気回路の中で互いに向かい合うように接続された抵抗のことです。 下の絵を見てください。 この絵では、R1、R2、R3がすべて互いに並列に接続されています。
直列抵抗の計算では、各抵抗の抵抗値を合計して値を求めました。 これは、抵抗にかかる電圧の電流は、各抵抗に均等に流れるからです。 抵抗が並列の場合はそうではありません。 電流の一部はR1、R2、R3を通って流れます。 各抵抗は、さらに別の経路を提供します。を、電流が流れるようにする。
電圧Vを横切る総抵抗値 "R "を計算するために、次の式を使用します。
総抵抗値の逆数が、各抵抗値の逆数の並列和であることがわかる。
問題例
下の回路で電圧Vを横切る総抵抗値 "R "は何でしょうか？
回答
これらの抵抗は並列なので、上の式から次のことがわかります。
1/R = ¼ + 1/5 + 1/20
1/R = 5/20 + 4/20 + 1/20
1/R = 10/20 = ½
R = 2 オーム
なお、総抵抗値は並列に並べたどの抵抗値よりも小さくなります。 これは常に同じことで、等価抵抗は常に並列に並べた最小の抵抗値より小さくなります。
直列・並列
並列抵抗と直列抵抗の両方がある回路がある場合、どうするのでしょうか？
このような回路を解くには、回路を直列と並列に分解することです。 まず、直列抵抗だけの部分は、等価抵抗に置き換えます。 次に並列の部分を解き、等価抵抗に置き換えます。 この手順を解けるまで続けてください。
問題例
下の電気回路において、電圧Vにかかる等価抵抗を求めよ。
まず、右の2つの直列抵抗（1＋5＝6）と左の直列抵抗（3＋7＝10）を合計します。 これで、回路は縮小されました。
右のように、総抵抗値6と抵抗値12が並列になっていることがわかります。 この並列の抵抗値を解くと、等価抵抗値4が求まります。
1/R = 1/6 + 1/12
1/R = 2/12 + 1/12
1/R = 3/12 = ¼
R = 4
新しい回路図は以下の通りです。
この回路から直列抵抗4と11を解くと、4＋11＝15となり、並列抵抗は15と10の2本となる。
1/R = 1/15 + 1/10
1/R = 2/30 + 3/30
1/R = 5/30 = 1/6
R = 6
Vを挟む等価抵抗は6Ωです。
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