配置ではなく、道すじを見る
直列は枝分かれのない一本道。並列は道すじが枝分かれする。直列で一箇所が切れると全体に電流が流れなくなる。並列では、切れていない枝に閉じた道すじが残る。
図の上下や左右では決まらない。どの端子同士がつながっているかを追おう。
電流の性質 — 攻略せよ。
STAGE 14 / PHYSICS / 中2
直列・並列、電流と電圧、抵抗、電力・電力量。独自40問で規則と理由を攻略しよう。登録不要・無料。
KEY POINTS
回路からエネルギーへ、10のポイント
つなぎ方、測る場所、単位を確かめてから考えよう。
電流計は直列、電圧計は並列
電流計は測りたい電流の道すじに直列。電圧計は測りたい区間の両端に並列。直流の計器の＋端子は電源の＋極側へつなぐ。値が予測できないときは最大の範囲から測る。
目盛りの数字だけでは読めない。使用端子の測定範囲と、目盛りの最大値を確認する。
電流は、直列で同じ・並列で和
直列回路ではどの部分も同じ電流。並列では、分かれる前と合流した後の電流は各枝の電流の和になる。豆電球で光や熱が生じても、電流が使われて減るわけではない。
1 A＝1000 mA。枝の電流は、抵抗値が違えば同じとは限らない。
電圧は、直列で和・並列で同じ
電圧は二点間の区間について考える。直列では各抵抗器の両端の電圧の和が全体に等しい。並列で同じ二点につながる各枝の両端には、同じ電圧がかかる。
直列の電圧は必ず半分ずつではない。電流と電圧の規則を入れ替えない。
一定の抵抗なら、V＝RI
抵抗が一定なら、電流Iは電圧Vに比例する。V＝R×I、I＝V÷R、R＝V÷I。電圧はV、電流はA、抵抗はΩを使う。
温度によって抵抗が変わる豆電球などに、一定抵抗の関係を無条件に当てはめない。
導体でも、流れやすさは違う
金属など電流を通しやすい物質が導体。ゴムやガラスなど電流をほとんど通さない物質が不導体（絶縁体）。金属同士でも材質によって抵抗は異なる。
同じ長さ・太さで比べる。導体だから全て同じ抵抗、ということではない。
全体の抵抗は、全体のV÷I
二つの抵抗器の直列では、全体の抵抗は二つの和。並列では道すじが増え、全体の抵抗はどちらの抵抗器よりも小さくなる。全体の電圧を全体の電流で割れば求められる。
一つの枝の電流を、全体の電流として使わない。二つの抵抗器の単純な回路を扱う。
電力は、1秒当たりのエネルギー
電力Pは1秒当たりに使われる電気エネルギーを表し、単位はW。P＝V×I。器具に書かれた消費電力は、指定された電圧・動作条件での値である。
抵抗一定で電圧を2倍にすると電流も2倍。電力は2×2＝4倍になる。
電力量は、電力×時間
一定の電力で使うときの電力量はP×t。W×秒ならJ、W×時間ならWh、kW×時間ならkWhになる。1 Wh＝3600 J、1 kWh＝1000 Wh。
電力が大きくても、使う時間が短ければ電力量が同じ場合がある。時間の単位を先にそろえる。
水温を比べる条件をそろえる
電熱線は電気エネルギーを熱に変える。発熱の比較では水量・初めの温度・容器・時間などをそろえる。容器や周囲にも熱が伝わるため、発生した熱が全て水だけに伝わるとは限らない。
水温の上昇だけで発熱量を比べない。水量や熱が逃げる条件にも注目する。
TRACE / MEASURE / CALCULATE
計算の前に、4つを確認
数字を式に入れる前に、どこの値かを整理しよう。
- CHECK 01道すじを追う
直列？並列？測るのは一枝？全体？
- CHECK 02電流と電圧を区別
電流は通る場所、電圧は二点間。計器のつなぎ方も確認。
- CHECK 03単位と条件をそろえる
mAをAへ、分を秒へ。抵抗・電力は一定？
- CHECK 04規則と式で確かめる
直列・並列の規則から整理して、V＝RI、P＝VI、電力量＝Ptへ。
WATCH OUT
ここでつまずかない
豆電球で電流が減る
電流は使われて減る量ではない。枝分かれのない道すじでは同じ。
並列の電流は必ず半分
各枝の抵抗による。全体は枝の電流の和だが、枝が等しいとは限らない。
電圧も電流と同じ規則
直列の電流は同じで電圧は和。並列の電圧は同じで電流は和。
mAや分をそのまま式へ
R＝V÷IにはA、電力量をJにするには秒を使う。
電力が2倍なら、いつでも電力量も2倍
時間が同じという条件が必要。総量は電力と時間の両方で比べる。
UNIT TEST / 単元テスト
電流の性質 単元テスト
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