回路全体の抵抗

一般小学生

まとめ

  • 複数の抵抗器や豆電球を一つのまとまりとして見たときの、回路全体の電流の流れにくさを表す値です。
  • 回路全体の電圧を全体の電流で割ることで求められ、一般に「合成抵抗」とも呼ばれます。
  • 回路のつなぎ方(直列並列)によって値が変化し、回路全体の電流の大きさを決定する重要な指標となります。

解説

回路全体の抵抗は、個々の抵抗器の接続方法によって大きく異なります。直列回路では電流の通り道が一本であるため、全体の抵抗は各抵抗値の単純な和となります。抵抗器を直列に増やすほど、回路全体の抵抗は大きくなり、流れる電流は小さくなります。

並列回路では電流の通り道が枝分かれして増えるため、回路全体の抵抗は、接続されているどの抵抗器の抵抗値よりも小さくなります。これは、並列部分の各枝を流れる電流の合計が全体の電流となるためです。オームの法則(V=RI)に基づき、全体の電圧が一定であれば、電流の合計が増えることは全体の抵抗が減少することを意味します。

コラム

直列と並列が混在する複雑な回路(直並列回路)では、部分ごとに抵抗をまとめて計算します。例えば、同じ抵抗値を持つ2つの抵抗を並列につなぎ、それにもう1つの抵抗を直列につなぐと、全体の抵抗は元の抵抗値の1.5倍(1+1/2)になります。

また、回路全体の電流と抵抗は常に反比例の関係(積が一定)にあり、この性質を利用して未知の抵抗値や電流値を導き出すことができます。実生活では、家庭内のコンセントが並列に配線されており、多くの電化製品を同時に使うほど回路全体の抵抗が下がり、大きな電流が流れる仕組みになっています。

小学生のみなさんへ

豆電球や電池をいくつか組み合わせたとき、回路全体でどれくらい電気が通りにくいかを表した数字を「回路全体の抵抗ていこう」といいます。

豆電球をたてにつなぐ「直列ちょくれつつなぎ」では、電気が通る道が一本で長くなるため、全体の抵抗ていこうは大きくなります。すると、流れる電気の量は少なくなります。

反対に、豆電球を横にならべてつなぐ「並列へいれつつなぎ」では、電気が通る道が増えるので、全体の抵抗ていこうは小さくなります。道が広くなるイメージなので、電気はたくさん流れるようになります。

ルラスタコラム

おうちのコンセントは「並列つなぎ」になっています。もし「直列つなぎ」だったら、リビングの電気を消しただけで、キッチンやお風呂の電気も全部消えてしまいます。並列つなぎのおかげで、使いたい場所だけ電気をつけられるようになっているんですね。

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