並列合成抵抗の大小と枝電流の誤りを直そう
並列回路の誤答は、直列回路の足し算や「同じ電流」を持ち込むと生まれます。答えだけ直すのではなく、回路の分岐、共通電圧、電流の和へ戻って最初のずれを見つけます。
このレッスンの役割
第5段階です。前までの計算を、合成抵抗の大小・共通電圧・枝電流の和という三基準で監査します。新しい知識は増やさず、誤答から弱点を特定します。最後の未知枝問題へ修正力を渡します。
知る:並列回路の三つの検算基準
| 誤答 | 食い違う基準 | 修正 |
|---|---|---|
| 20 Ωと30 ΩでR合=50 Ω | 最小20 Ωより小さいはず | 逆数式へ戻る |
| 各枝の電圧を足す | 電圧は共通 | 同じ二点を確認 |
| 各枝の電流は同じ | 抵抗値で枝電流が変わる | I=V÷Rへ戻る |
理解する:直列と並列を量ごとに対比する
直列はIが同じ、Vが分かれ、Rが足されます。並列はVが同じ、Iが分かれて合流し、流れやすさが足されます。「全部反対」と覚えるより、回路に分岐があるか、同じ二点につながるかを図で確認します。
枝の抵抗が同じなら枝電流も同じですが、これは並列だからではなく、共通Vを同じRで割るからです。抵抗が違えば枝電流は違います。
例で使い、よくある誤答を直そう
10 Vに25 Ωと100 Ωを並列接続した生徒が「電流は0.10 Aずつ」としました。100 Ω側は10÷100=0.10 Aですが、25 Ω側は10÷25=0.40 Aです。全体は0.50 Aです。
さらにR合=10÷0.50=20 Ωで、最小25 Ωより小さいため妥当です。等分という思い込みを、共通Vと各Rの計算へ戻して修正できました。
自分で確かめ、まとめて次へ進もう
確認1:40 Ωと60 Ωの並列合成抵抗が100 Ωという答えはなぜ誤りですか?
並列では道が増えるため、合成抵抗は最小の40 Ωより小さくなる必要があります。確認2:並列の枝電流はいつも等しいですか?
いいえ。各枝のVは同じですが、I=V÷Rなので抵抗値が違えば電流も違います。確認3:並列と直列を見分ける最初の図の確認は?
電流の分岐があるか、各部品が同じ二点につながっているかを確認します。並列の誤答は、最小抵抗より小さいR合、共通V、枝電流の和で診断できます。次は全体電流から未知枝を逆算する入試型問題へ進みます。
クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。