混合回路をまとめる順と戻す順で計算しよう

混合回路の通し計算では、行きと帰りを分けます。行きは内側から合成して全体を一個にし、帰りは全体から各部分へ電流と電圧を戻します。順番を固定すると、途中で使う値の範囲を混ぜません。

このレッスンの役割

第4段階です。前までに回路の括り方と値の戻し方を別々に学びました。今回は一問を最初から最後まで解き、各行で何を求めたかを明示します。次へ、誤った括りや値の対応を診断する基準を渡します。

電源12 V、R1＝8 Ω、R2＝12 Ω、R3＝6 Ωで、R2とR3が並列、その部分がR1と直列です。

行きでは抵抗だけを扱います。R2とR3を4 Ωへ置き換え、R1と足して12 Ω。全体12 V÷12 Ωから1.0 Aを求めます。

帰りでは1.0 AがR1と並列部分全体に共通です。並列部分の電圧は4 Ω×1.0 A＝4 V。各枝には4 Vが共通なので、12 Ω側0.33 A、6 Ω側0.67 Aです。部分電圧はR1側8 Vと並列側4 Vで合計12 Vです。

電源18 V、直列6 Ω、並列12 Ωと4 Ωなら、行きは3 Ω→9 Ω、折返しは2.0 A、帰りは並列6 V→枝0.50 Aと1.50 Aです。

誤答は「並列の各枝へ2.0 Aずつ」とするものです。2.0 Aは並列部分全体へ入る電流で、分岐後は抵抗に応じて分かれます。枝の和が2.0 Aになるように戻します。

確認1：混合回路をまとめる方向と値を戻す方向は？

まとめるときは内側から外側、戻すときは全体から内側の枝へ進みます。

確認2：8 Ωと、12 Ω・6 Ω並列の全体抵抗は？

並列が4 Ωなので、全体は8＋4＝12 Ωです。

確認3：枝電流を求めた後の検算は？

枝電流の和が並列部分へ入る電流と等しいか、部分電圧の和が電源電圧と等しいかを確認します。

行きと帰りを分け、各式の範囲をそろえれば通し計算ができます。次は見た目に惑わされて誤った部分を括る失敗を修正します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。