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組み合わせ回路

一般小学生

まとめ

組み合わせ回路
直列接続並列接続の要素が同一回路内に混在し、複数の電流経路を持つ回路構成

解説

組み合わせ回路(直並列回路)は、電子機器の設計において最も多用される回路形式です。回路全体の特性を解析する際は、まず並列接続されている部分を一つの仮想的な抵抗合成抵抗)として計算し、回路全体を単純な直列回路へと「簡略化」して考える手法が一般的です。

具体的な例として、図6のaのような回路では、並列部分を含めた全体の抵抗を2/3と捉える計算プロセスが重要となります。また、図6のcのように回路が対称性を持つ場合、中央の経路に電流が流れない「平衡状態」が生じることもあります。各電球に流れる電流の比率を把握するには、電圧が等しい並列部分の性質を利用した段階的な計算が不可欠です。

接続の種類 電流の通り道 全体の抵抗(合成抵抗)
直列回路 一本道 各抵抗の単純な和
並列回路 枝分かれ 逆数の和の逆数
組み合わせ回路 混在 部分的な合成を繰り返して算出
コラム

実生活における電気配線も、多くはこの組み合わせ回路の原理に基づいています。例えば、家庭内の配線では各コンセントが並列に接続されていますが、大元のブレーカーに対しては直列的な関係にあります。回路図を読み解く際は、電流がどこで分かれ、どこで合流するのかを視覚的に追うことで、複雑な計算をミスなく進めることができます。

小学生のみなさんへ

回路の中に、1本道の「直列(ちょくれつ)つなぎ」と、道がわかれている「並列(へいれつ)つなぎ」の両方がまざっている回路のことを「組み合わせ回路」と呼びます。たとえば、豆電球を2つつなぐときに、1つは直列で、もう1つを並列にするような複雑なつなぎかたのことです。どこを電気が通りやすいかを考えるときに、それぞれの部分を分けて考えるとわかりやすくなります。

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