スイッチ付き混合回路の電圧を初見図から判断しよう

このレッスンの役割

このセクションの最後に、電圧計の測定点、直列の電圧和、並列の電圧等価を組み合わせます。初めて見るスイッチ付き回路でも、開閉後の接続を描き直せるかを確かめます。

ゴールは、スイッチ状態ごとに電流が通る道と同じ二点を見つけ、測定される電圧を根拠付きで判断できることです。

知る・理解する

下図では抵抗R2とスイッチSが並列です。Sを閉じるとR2の両端が導線で直接つながり、二点間の差はほぼ0 Vになります。電源を直接短絡する回路ではなく、R2を迂回する回路です。

実際の導線にもわずかな抵抗がありますが、中学の回路図では導線の電圧を0 Vに近いものとして扱います。Sを閉じるとR1がほぼ電源全体の電圧を受けます。

具体例で使う

電源6.0 V、Sが開いているときR1が2.0 V、R2が4.0 Vなら、2.0＋4.0＝6.0 Vです。

Sを閉じるとR2の両端は導線で直接結ばれ、R2の電圧はほぼ0 Vになります。R1の両端は電源とほぼ同じ6.0 Vです。スイッチ状態が変わったら、以前の測定値をそのまま使わず回路を描き直します。

誤答を直して次の学びへつなげる

Sを閉じても「R1とR2が直列のまま」とする誤りは、追加された導線を無視しています。閉じたスイッチを一本の導線として描き、どの部品が迂回されるかを確認します。

次の「抵抗は電流の流れにくさ」では、同じ電圧を加えても部品によって電流が異なる理由を、抵抗という量で表します。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。