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5分でわかる!オームの法則(並列)

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この動画の要点まとめ

ポイント

オームの法則(並列)

中2 物理8 ポイント2 答えあり

これでわかる!
ポイントの解説授業
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今回のテーマは、オームの法則(並列回路)です。

オームの法則によると、V(電圧)=R(抵抗)×I(電流)

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今回も、オームの法則について学習していきます。
オームの法則とは、V(電圧)=R(抵抗)×I(電流)という式のことでしたね。
公式の使い方を確認しておきましょう。
たとえば、電圧が6V、抵抗が2Ωの回路があります。
この回路を流れる電流の大きさはいくらになるでしょうか?
V=RIに電流と抵抗の値を代入すると、6=2Iとなります。
したがって、求める電流は3Aですね。

並列回路では、枝分かれしても電圧の大きさは変わらない

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まずは、図を見てみましょう。

中2 物理8 ポイント2 答えあり

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回路図では、2つの電熱線が並列につながれています。
電熱線aは1Ω,電熱線bは2Ωの抵抗をもっています。
電源の電圧は6Vです。
このとき、回路全体を流れる電流の大きさはいくらでしょうか?

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電熱線aを流れる電流と、電熱線bを流れる電流を合わせると、回路全体を流れる電流と等しくなるのですよね。
電源から流れてきた電気の粒は、電流計を通って、枝分かれのところにたどりつくと考えられます。
このとき、回路が枝分かれしても電圧は変わりません。
なぜなら、電圧は、1つ1つの電気の粒がもついきおいのことだったからですね。
つまり、電熱線aにかかる電圧も、電熱線bにかかる電圧も6Vです。

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電熱線aと電熱線bのそれぞれについて、電圧と抵抗がわかりましたね。
次に、電熱線aについて、オームの法則を使ってみましょう。
V=RIに、電圧V=6、抵抗R=1を代入します。
電熱線aに流れる電流は6Aであることがわかりますね。

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同様に、電熱線bについても、オームの法則を使ってみましょう。
V=RIに、電圧V=6、抵抗R=2を代入しましょう。
電熱線bに流れる電流Iは3Aですね。
電熱線a、bに流れている電流の大きさがわかりましたね。

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この2つの電流が合流すると、6+3=9Aになります。
したがって、電流計が示す値は9Aです。
並列回路においては、枝分かれしても電圧が変わらないことに注目することが大事なわけです。

並列回路の合成抵抗は、それぞれの抵抗よりも小さくなる

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その他にも、合成抵抗という考え方を使って計算することもできました。
合成抵抗とは、2つ以上の抵抗をひとまとまりにして考える方法でした。

中2 物理8 ポイント2 答えあり

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この回路を合成抵抗を使って表すと、電流I=9、電圧V=6の回路になります。
さっそくオームの法則を使ってみましょう。
6=9Rより、R=2/3Ωとなりますね。
つまり、電熱線aと電熱線bを並列につなぐのは、2/3Ωの抵抗を1つ置くのと同じことだとわかります。

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ここで1つ考えてみて欲しいことがあります。
電熱線aは1Ω,電熱線bは2Ωの抵抗をもっていましたよね。
それに対して、合成抵抗は2/3Ωです。
どうして、抵抗を並列につなぐと、合成抵抗はそれぞれの抵抗よりも小さくなるのでしょうか?

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電気の粒に注目して考えてみましょう。
電気の粒が分かれ道にたどり着いたとき、電熱線aを通るのか、電熱線bを通るのか選ぶことができますよね。
もし、片方が通りにくければ、もう片方を選べばよいわけです。
つまり、抵抗が1本だけのときよりも、2本が並列につながれている方が通りやすいわけですね。

中2 物理8 ポイント2 答えあり

この授業の先生

伊丹 龍義 先生

教員歴15年以上。「イメージできる理科」に徹底的にこだわり、授業では、ユニークな実験やイラスト、例え話を多数駆使。

オームの法則(並列)
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