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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期受験直前講座 (1)直流回路

           第20期受験直前講座
         (1)直流回路の演習

今回から、平成29年7月期の試験に向けて 受験直前講
座を行います。 受験直前講座では、通常の講座でお話
をしていません、試験には、 直接関係しないお話や、
実際の試験で役立つお話を致します。
いつもの受験直前講座でお話をします順番は 勉強した
ばかりの ”電磁気” から始まり、”電気回路”、そして、
問題数の多い ”空中線と電波伝搬”の様に進めるのです
が、 今期は、勉強したばかりの”電気回路”から始めて
"電磁気”、”空中線と電波伝搬” と言う順番で進める事
と致します。


今回は、電気回路の計算の基礎である、抵抗の直列回
路と並列回路の計算の仕方の復習をいたします。
その後、直列回路と並列回路それぞれの演習問題を出
題いたします。
そして最後の 演習問題で直並列回路の枝路に流れる電
流の演習問題を出題いたします。 枝路に流れる電流に
ついては、お話をしていませんが、 まずは、ご自分で
今回のお話の内容を元に考えてみて下さい。
解答は、次回、行います。
 ちなみに、以上の問題は、直流回路と呼ばれます。
それでは、演習の前に復習をしておきましょう。 


(1)直列接続時の合成抵抗値
   
  電池の電圧:V に抵抗R1、 R2、 R3 が 直列に接
      続されています。
  そこに流れる電流:I は、合成抵抗を R とした時
      の R により決まります

  3 つの抵抗へ左から 流入する電流3 つの抵抗
  
を通っててきた電流の値は、同じです。(回路上
      の 直列部分では、何処でも同じ電流流れると言
      う事が、大変重要ですので忘れないで下さい。

   例えば、中が詰まっているパイプに息を吹き込ん
      だとします。
  しかし、 中が詰まっていますので息を吹き込む事
      は、出来ません。 よってパイプの反対側から息が
      出て来る事は、ありません。
  
  そこで、パイプの詰まりを少し取り除いてやり 息
      を吹き込みますと反対側から、吹き込んだ息と 同
      量の息が出てきます。当たり前ですネ。 パイプの
      中で吹き込んだ息が 消えたり増えたりする事は、
      ありません。
  電気回路でも同じ事です。 電池から流れ出た電流
      回路の途中でも、 電池へ戻って来た電流も皆同じ
  です。


  それでは、以上の事を頭に入れて合成抵抗:Rを求
      めてみます。
  どの抵抗に流れる電流も同じです。 
  そこで、回路を流れる電流を I としますと 各抵抗
      の両端の電圧は、

   V1 = I・R1 、 V2 = I・R2 、 V3 = I・R3

  となります。
  パイプの中の 場所によるつまりを個々の抵抗と考 
  えますと同じ量の息が流れていて、 パイプの所に
      よるつまり具合に応じた圧力が発生します。 正に
      、これが、 それぞれの抵抗の両端に発生する電圧
      です。


  電池の電圧は、V です。各抵抗の 両端電圧を足す
     電池電圧と同じにならなければおかしいです
     。よって

      V = V1 + V2 + V3
        = I・R1 + I・R2 I・R3
        = I ・(R1 + R2 + R3)

   (R1 + R2 + R3) = V/I
       = R

  よって合成抵抗の値:R は、

        R = R1 + R2 + R3

  
となります。  抵抗の数は、関係ありません。 回路
      中の抵抗の数だけ個々の抵抗値を足せば良いのです
      。


(2)並列接続時の合成抵抗値
  
  先ほどの直列接続の例の様にパイプで考えますと、
  この場合は、3 本のパイプを 横に並べてくわえた
      と時と考えられます。
  勿論、口からの息は、漏れる事無く 全て、パイプ
      へ向かうとします。
  そして、それぞれのパイプの詰まり具合は、 違う
      とします。
  この場合も、吹きこむ息の総量とパイプの反対側
      から出てくる息の総量は、同じです。但し、パイ
      ブによりつまり具合が違いますのでそれぞれのパ
      イブを通る息の量が違います。 (但し、つまり具
      合が 同じパイブでは、同じ量の息が通ります。)
    

  電気回路で 考えてみます。左側から 流れ込む 電
      流:I は、 この回路図では、3 つの抵抗に分かれ
     て流れます。
  それぞれの抵抗に流れる電流をI1、I2、I3としま
      す。
  そして、 各抵抗の両端電圧は、それぞれの抵抗が
      電池に直接、繋がれていますので、電池の電圧と
      同じV
です。
  よって、
     

         = V/I

  黄色の枠から赤の枠への変化は、R = V/I  から来
      ています。 両辺をIで割、次に {(1/R1)+(1/R2)
      +(1/R3)}で両辺を割ったものが赤枠内の式です。

  並列抵抗の値の計算は、 赤枠の2行目でお教えに
      なる方もいらっしゃる様ですが、 この方法では、
      抵抗の数が3本以上になりますと 応用が利きませ
      んので 赤枠の 上側の式で覚えて下さい。
  なお、説明では、 抵抗が3つの場合でお話をしま
      したが、2 つ以上であれば、赤枠の上の方法で計
      算できます。

それでは、演習問題を行ってみましょう。

 演習問題(1)
問1
  75 [Ω](オームと読みます)と25 [Ω]の抵抗を
      れぞれ 1つづつを直列に接続した場合の合成抵抗
      値を求めて下さい。

問2
  6 [Ω] と3 [Ω] と2 [ Ω] の抵抗を各 1つづづ並
      列接続した場合の合成抵抗値を求めて下さい。
 
問3
  以下の図のI1からI4とISの電流を求めて下
      さい。
  次にV1とV2の電圧を求めて下さい。
  ただし、R1 = 4 [Ω]、R2 = 2.6 [Ω]、R3 =
     6 [Ω]、R4 =4 [Ω]とします。


  この問題の狙いは、枝電流の理解にあります。



解答は、次回行います。
問3は、難しいと思いますが、 電気回路に於いて大変
重要な考え方を含んでいます。考え方は、次回、お話
をいたしますが、まずは、分からないながらも考えて
みて下さい。
考えたけれども分からなかったと言う悔しさが強い程
、その後の説明が身に付きやすくなります。


以下、姉妹校TOITAの「航空無線通信士受験塾」から
のお知らせでした。
 


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