まとめ
- 回路全体における電流の流れにくさのことで、「合成抵抗」とも呼ばれます。
- 直列回路では抵抗器を増やすほど全体の抵抗は大きくなり、並列回路では抵抗器を増やすほど全体の抵抗は小さくなります。
- 電源の電圧を回路全体に流れる電流の合計で割ることで算出できます。
解説
回路全体の抵抗は、回路を構成するすべての抵抗器や電球を一つの大きな抵抗として捉えた値です。直列回路の場合、電流の通り道が一本しかないため、抵抗器を追加することは電流に対する障害物を増やすことを意味します。そのため、全体の抵抗は各抵抗の単純な合計値となり、抵抗器が増えるほど回路を流れる電流は弱まります。
一方、並列回路では、抵抗器を増やすことは「電流の通り道（枝分かれ）」を増やすことを意味します。たとえ個々の抵抗が大きくても、回路全体で見れば電気が流れるルートが増えるため、結果として回路全体の電流は流れやすくなり、全体の抵抗は減少します。例えば、同じ規格の豆電球を2個並列につなぐと全体の抵抗は元の1/2倍、3個なら1/3倍となります。このとき、各電球に加わる電圧は変わらないため明るさは維持されますが、回路全体を流れる電流が増えるため、電池の消耗は早くなります。
直列回路と並列回路では、一部の電球が切れた際の影響も異なります。直列回路では一箇所でも断線すると回路全体に電流が流れなくなりますが、並列回路では他のルートが生きているため、残りの電球は点灯し続けます。また、並列回路において全体の抵抗が個々のどの抵抗値よりも必ず小さくなるという性質は、計算問題や回路設計において非常に重要なポイントです。
「全体の抵抗」とは、電気の通り道（回路）全体で、どれくらい電気が流れにくいかを表した数字のことです。
豆電球を「直列つなぎ（一本道）」にすると、電球を増やすほど電気の通り道にじゃまものが増えるため、全体の抵抗は大きくなります。その分、流れる電気の量は少なくなり、豆電球は暗くなります。
反対に、豆電球を「並列つなぎ（わかれ道）」にすると、電球を増やすほど電気の通り道が増えることになります。道が広くなるのと同じなので、全体の抵抗は小さくなり、電気は流れやすくなります。電球を2個、3個と増やすと、全体の抵抗は2分の1、3分の1と小さくなっていきます。このとき、それぞれの電球の明るさは変わりませんが、電池の電気をたくさん使うので、電池は早くなくなってしまいます。
家の電気器具は、ほとんどが「並列つなぎ」になっています。もし直列つなぎだったら、リビングの電気が切れただけで、キッチンやトイレの電気まで全部消えてしまうからです。並列つなぎなら、一つの電球が切れても他の場所は明るいままなので安心ですね。
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