電気回路

Electric Circuit & Ohm's Law

電気回路は、電圧が電流を押し、抵抗がその流れを妨げる閉じた道です。オームの法則 V = IR で三つの量の関係が決まり、電圧を上げると電流は増え、抵抗を上げると電流は減ります。直列では電流が同じで電圧が分かれ、並列では電圧が同じで電流が分かれます。このページでは電圧と抵抗を変えて電流の変化を見ながら、直列と並列も比べてみましょう。

電気回路とは？

🔋 水の流れで理解する電気回路

①電圧(V)＝水槽の高低差→電流を押す力

②電流(I)＝水の流量→導線を流れる電荷量

③抵抗(R)＝狭いパイプ→電流の妨げ

電気回路図

電圧V6V

抵抗R3Ω

💡 観察してみよう

①電圧↑→電流↑(水槽高い→水勢い)

②抵抗↑→電流↓(パイプ狭い→水減)

③電流＝電圧÷抵抗

オームの法則 V = IRグラフ

オームの法則

V = I × R

電圧(V) = 電流(A) × 抵抗(Ω)

電流の式

I = VR

電流(A) = 電圧(V) ÷ 抵抗(Ω)

直列 vs 並列

直列接続

R_全 = R₁ + R₂ + ...

電流は同じ、電圧は分け合う

並列接続

1R_total = 1R₁ + 1R₂ + ...

電圧は同じ、電流は分かれる

💡 直列 vs 並列の比喩

①直列：狭い道を順次通る→抵抗増加

②並列：複数の道で同時通行→全体抵抗減少

③家のコンセントは並列→各家電に220V

総まとめ

オームの法則(核心)

V = IR、I = V/R、R = V/I

電圧・電流・抵抗のうち2つ分かれば残り1つ判明

🎯 試験ポイント

①V = IR：電圧・電流・抵抗の関係

②直列：電流同じ、電圧分配、抵抗合算

③並列：電圧同じ、電流分配、抵抗は逆数の和

④電流計：直列接続(内部抵抗小)

⑤電圧計：並列接続(内部抵抗大)

例題と単元テスト

例題 1

抵抗3 Ωと5 Ωを直列に接続すると、全体(合成)抵抗は何Ωか？

直列接続では全体の抵抗は各抵抗の和である(R全体 = R₁ + R₂)。

3 Ω + 5 Ω = 8 Ωである。

▸ 8 Ω

直列接続の合成抵抗は各抵抗の和である。

例題 2

電球を直列に接続するときと並列に接続するとき、各電球にかかる電圧と流れる電流はどう違うか？

直列接続では電流がどこでも同じで、電圧は各電球で分け合う。

並列接続では同じ電圧が各電球にかかり、電流は分かれて流れる。

▸ 直列 = 電流同じ・電圧分担／並列 = 電圧同じ・電流分流

直列は電流が一定、並列は電圧が一定である。

単元テスト類題

電気回路の直列・並列接続についての説明として正しいものは？

①直列接続では全体の抵抗は各抵抗の和である

②直列接続では電球ごとに電流が異なる

③並列接続では電球ごとに電圧が異なる

④直列接続では1つの電球が切れても他は点灯する

⑤オームの法則はV = I ÷ Rである

▸ ① 直列接続では全体の抵抗は各抵抗の和である

直列接続では抵抗が足し合わさるので、全体の抵抗 = R₁ + R₂ + ...である。

直列は電流がどこでも同じで(②)、並列は電圧が同じで(③)、直列は1か所切れると全部消え(④)、オームの法則はV = IRである(⑤)。