STEP2|直流回路を読む
Lesson 1|電圧・電流・抵抗|回路図の3つの主役を見分ける
回路図を開いた瞬間、線と記号ばかりに見える。
電圧・電流・抵抗の説明を読んでも、
結局どれが何をしているのか分からない。
そんな経験はありませんか。
直流回路で最初に必要なのは、
公式を増やすことではありません。
回路の中にいる三つの主役を見分けることです。
- 電圧は、電気を動かすための「差」
- 電流は、回路を実際に流れている量
- 抵抗は、電流の流れにくさ
まずは、この三つが同じものではないと分かれば十分です。
電気は「高さの差」があるから動く
水は、高い場所から低い場所へ流れます。
両側の高さが同じなら、水は流れ続けません。
電気でも、二つの点の状態に差があると電荷が動きます。
この電位の差を、電圧といいます。
V=\text{2点間の電位差}電圧は一つの点だけに存在する量ではなく、
二つの点の差です。
そのため、電圧計は測りたい部分の両端へ並列につなぎます。
ここで大切なのは、
「電圧が流れる」と考えないことです。
流れるのは電流です。電圧は、
流れを生み出す差です。

電流は「ある時間に通過した電荷の量」
導線の中を電荷が移動すると、電流が流れます。
I=\frac{Q}{t}電流 I は、時間 t の間に通過した電荷 Q の量を表します。
1 Aは、1秒間に1 Cの電荷が通過する大きさです。
1\,\mathrm{A}=1\,\mathrm{C/s}
電流計は、その場所を通過する電流を測るため、
回路へ直列につなぎます。
水の量を測る計器を、
水の通り道へ入れるイメージです。

なお、回路図で使う電流の向きは、
正電荷が動く向きとして決められています。
金属中の電子の移動方向とは反対ですが、
計算では回路図に示した電流方向を基準にすれば大丈夫です。
抵抗は、電流を消すものではない
抵抗は、電流の流れにくさを表します。
単位はオームです。
R\ [\mathrm{\Omega}]抵抗があると電流は小さくなりますが、
抵抗の手前で電流が消えるわけではありません。
一本道の直列回路なら、
抵抗の前後を流れる電流は同じです。
抵抗では、電気エネルギーの一部が熱などへ変わります。
「電流を使い切る」のではなく、
「電圧が下がり、エネルギーが別の形へ移る」と考えます。
計算する前に、三つの量を動かす
同じ抵抗へ加える電圧を大きくすると、
電流はどうなるでしょうか。
電気を動かす差が大きくなり、
流れにくさが同じなら、電流は大きくなります。
反対に、電圧を同じにして抵抗を大きくすると、
電流は小さくなります。
まだ公式を使わなくても、
- 電圧を上げる → 電流は増える
- 抵抗を上げる → 電流は減る
と予想できます。
この予想が、次のLessonで扱うオームの法則の形になります。

小さな回路で確認する
10 Vの電源と、
5 Ωの抵抗をつないだ回路を考えます。
流れる電流は2 Aです。
ここで抵抗を10 Ωへ大きくすると、
電流は1 Aになります。
数字を覚える必要はありません。
「抵抗を2倍にしたら、
電流は半分になった」と変化を見ます。
STEP1で学んだ反比例が、
回路の現象として現れています。
はるの気づき
私は長い間、V・I・Rを公式の中の文字として見ていました。
だから式を忘れると、
三つとも一緒に分からなくなりました。
でも、本当に必要だったのは暗記量ではありませんでした。
「何が差で、何が流れで、何が邪魔をするのか」
この役割へ戻れるようになると、
公式を忘れても考え直せます。
分からない場所まで戻ることは後退ではなく、
回路を読み直すためのつなぎ直しです。
電験3種では、ここを確認する
問題文を読んだら、
最初に次の三つへ印を付けます。
- 与えられた電圧
- 流れている、または求めたい電流
- 電流の通り道にある抵抗
次に、「一つを変えたら、
答えは増えるか減るか」を予想します。
選択肢問題では、この予想だけで不自然な答えを除けることがあります。

まとめ
電圧は二点間の電位の差。
電流は一定時間に通過する電荷の量。
抵抗は電流の流れにくさです。
公式を見る前に、三つの役割を言葉にしてください。
次は、この関係を一つの式にしたオームの法則を扱います。
V=IRを暗記せず、
三つの量を実際に動かして読みます。
次のLessonへ
次はSTEP2-2へ進みます。




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