オームの法則、直列・並列回路の性質、そして電力の求め方を学ぶ単元です。
だいじな考え方
- 電圧・電流・抵抗の間には、電圧[V]=抵抗[Ω]×電流[A]という関係があります。これをオームの法則といいます。同じ抵抗なら、電圧が大きいほど、流れる電流も大きくなります。
- 直列回路では、電流はどこでも同じ大きさで、電圧は各抵抗に分かれて加わります。抵抗を直列につなぐと、電流の通り道が1本にまとまり、全体の抵抗は各抵抗の和になります。
- 並列回路では、各抵抗に同じ電圧が加わり、電流はそれぞれの道に分かれて流れます。電流の通り道が増えるため、全体の抵抗はどの1つの抵抗よりも小さくなります。
- 電力(1秒あたりに消費する電気エネルギー)は、電力[W]=電圧[V]×電流[A]で求められます。
直列は電流が共通、並列は電圧が共通。
やりかた
- 回路が直列か並列かを見分ける
- オームの法則(電圧=抵抗×電流)を使って、分からない値を求める
- 全体の抵抗が必要なら、直列は和、並列は式を使って計算する
- 電力を求めるときは、電力=電圧×電流の式にあてはめる
れい
問題: 抵抗10Ωに電圧20Vを加えたとき、流れる電流と消費する電力を求めなさい。
- オームの法則より、電流=電圧÷抵抗
- 電流=20÷10=2A
- 電力=電圧×電流
- 電力=20×2=40
答え: 電流2A、電力40W
つまずきやすいところ
並列回路では、直列と同じように電流がどこでも同じだと考えてしまう
並列回路で共通なのは電圧です。電流は、抵抗の大きさに応じて分かれて流れます
オームの法則の式を、電圧=電流÷抵抗と覚えてしまう
正しくは電圧=抵抗×電流です。単位(V、Ω、A)を確認しながら式を使います
たしかめ方
- 求めた電流を電圧=抵抗×電流の式にもどして計算し、もとの電圧と一致するか確かめます。
- 直列・並列それぞれの全体抵抗を求め、電流の流れやすさ(抵抗の大小)が回路の形と合っているか確認します。