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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第9章電気回路 番外編~直列回路と並列回路~

          第9章電気回路番外編
           直列回路と並列回路 

今回は、講座を始めてか 9年半の間、 独立した内容と
しての ”直列回路”と”並列回路”のお話をしてきません
でしたので、改めてお話をする事としました。
番外編としましたのは、次回の試験に出題される内容
と言うより基礎的な事だからです。

さて、回路は、その名の通り” 回る道(路)” です。
何が回るかと言えば、それは、”電流” です。
電流が回路内を周ると言うのは、電気回路的な考え方
で、電磁気学的な考え方では、電子が動けば、電流で
すので、回路の中をグルグル周る必要は、有りません
が、電気回路では、周ると考えた方が考え易いのです

例えば、電池、スイッチ、抵抗が図-1の様に繋がって
いたとします。
スイッチを入れると電池の+からスイッチ、抵抗、電
池へ電流が流れると考えるのです。
スイッチが切れば、回路が途切れますので電流は  流
れません。 


 
         図-1

電流が周る所が周る路が、回路です。
回路ですので、一巡して辿れる必要があります。
上の図では、路が一本路ですが、道も、別れたり、合
流したりします。 次の図-2 では、 一本路が途中で三
叉路になっています。そしてまた、一本路になって電
池に繋がっていますので、電池の”+”から出た電流は、
全ての抵抗を通って、 電池の”-”へ辿り付く事が出来
ます。



         図-2

[直列回路と並列回路]
1.直列回路
 図-2では、電池から抵抗のR3迄が一本路ですのです
   。
 この、部分を直列回路と言います。 
 ここからは、具体的な数値を入れて考えてみます。
 R1からR3迄の各抵抗値は、各5[Ω]。 
 R4からR6迄の各抵抗値を各15[Ω]とします。
 そして電池の電圧を20[V]とします。

 R4からR5の抵抗の合成値をRpとしますと、 

       Rp = 5 [Ω]

   です。この計算方法は、お分かりと思いますが、は
 て?
 と思われた方は、” 第9章電気回路の(1)抵抗その
   1”で復習しておいてください。 


   それでは、R4からRの抵抗の合成値をRpとた事で
 R1からR3とRpの直列回路と言う事になりました。 
 この時の合成抵抗をR0としますと、 

       R0=20[Ω]


   となります。この計算は、お分かりになると思いま
   す。
 それでは、この時の電池から流れれでる電流:I0
 求めてみます。

       I0 = V/R0 = 20[V]/20[Ω}= 1[A]

    です。図-2では、R4からR6迄の抵抗に流れる電流
  以外は、I0となっています。 
  それでは、各抵抗の電圧降下を見てみますと R1
  ら R3及びRpのそれぞれが5 [V] です。 
    それらの電圧降下の合計は、20 [V] ですので  電
  池の電圧と合致します。
  つまり、R1から R3及びRp には、1 [A] の電流が
    流れている事で間違いが無いようです。
  図-2 の回路では、電池の+から 1 [A] の電流が流
  れ出し、各抵抗を通り、電池の-に 1 [A] の電流
  として帰ってきます。R4からR6 の並列部分を Rp
    と考えれば、電流は、どこでも同じ と言う事にな
    ります。
  電流は、途中で減衰したり増加したりしません。
 
  RからRの並列部分については、次の2項で考え
  てみます。

2.並列回路 
  Rp の両端電圧は、5 [V] でした。
  よって、 R4からR6  の各抵抗に流れる電流は、各
  1/3 [A] です。 
    R4からRの各抵抗の値がそれぞれ違う場合は、
  Rp を求めた上で  R1からR迄と合計した値で電
  源電圧を割った値である電流を求めてます。
  次にその電流値にRpを掛け、Rp の両端電圧を求
  めます。その電圧を R4からRの値でそれぞれ割
  れ
ば、各並列部分の抵抗に流れる電流が求められ
  ます。そこで求めた電流の合計は、Rから R3
    流れる電流と同じです。


 
今回は、抵抗回路で考えましたが、次回からは、R・
L・Cの直列回路と並列回路で考えますので、 しっか
り、理解しておいてください。 

次回は、RLCの直列回路についてのお話を致します。 


   




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