オームの法則と計算ルール ⚡️
$ V = I \cdot R $
V:電圧 I:電流 R:電気抵抗
複数の抵抗をまとめる合成抵抗の計算と、回路網を解くための絶対ルール!
- 直列接続: 電気抵抗を縦一列につなぐ方法!電流 $ I $ はどこでも一定!
- 合成抵抗: $ R_0 = R_1 + R_2 + R_3 $ (そのまま足し算)
- 分圧: 電圧 $ V $ は、抵抗の大きさに比例して分配!
- 並列接続: 電気抵抗を枝分かれさせてつなぐ方法!各抵抗にかかる電圧 $ V $ はすべて等しい!
- 合成抵抗: $ \frac{1}{R_0} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} $ (逆数の和)
- 分流: 電流 $ I $ は、抵抗の大きさに反比例して(流れやすい方に多く)分流!
キルヒホッフの法則(回路解析の絶対ルール)
第1法則(電流の法則): 回路の接続点に流れ込む電流の総和と、流れ出る電流の総和は等しい(電流の辻褄合わせ)!
第2法則(電圧の法則): 回路を一周したとき、電源(起電力)の合計と、抵抗による電圧降下の合計は等しくなる!
特殊な回路や抵抗 📐
測定範囲の拡張、抵抗の精密測定、そして実際の電源のふるまい!
- 倍率器と分流器(測定範囲の拡張):
- 倍率器: 電圧計の測定範囲を広げるために、電圧計に直列に接続する大きな抵抗!
- 分流器: 電流計の測定範囲を広げるために、電流計に並列に接続する小さな抵抗!
- ホイートストンブリッジ(抵抗の精密測定):
- 4つの抵抗をひし形につなぎ、未知の抵抗値を正確に求める回路!
- 平衡条件: 向かい合う抵抗の積が等しいとき( $ R_1 \cdot R_4 = R_2 \cdot R_3 $ )、中央には電流が流れない(電流ゼロ)!