【並列回路】電気について超絶分かりやすく解説してみた。

コンセントと並列回路

家庭にある、普通のコンセント。

「これ、どこに差せばいい?」

多くの方は、こんなことを考えたこともないでしょう。 

 

「どっちでもいいじゃん」

正解です。

 

では、何故でしょうか?

それは、

“並列回路だから”

です。

 

おはようございます。こんにちは。こんばんは。ぴ~ちゃんです。

 

今回は、中学校理科で習う「直列回路」と「並列回路」について。

「直列回路は簡単なイメージがあるけど並列回路って何か苦手。」

という方がいらっしゃるのではないでしょうか?

 

でも身の回りの”電気回路”は、ほとんどが「並列回路」で構成されています。

この「並列回路」が理解できたら、

 

コンセントはどこに差しても同じなのは何で?

とか、

電線にいるあの鳥、何で感電しないの?

とか、

いろーんなことが説明できるようになります。

 

そこで、今回は「並列回路」について、勉強してみましょう!

 

並列回路について勉強しよう!

まず、最初に並列回路を復習しましょう!

そもそも並列回路とは?

直列回路と並列回路の特徴は以下の通りです。

少しは思い出せましたか?

基本は一緒!

電流の通り道が2つ以上だと並列回路ですね!

次は、並列回路のルールについて思い出してみましょう!

 

並列回路のルール

並列回路の主なルールは3つです!

以下で詳しく解説していきます!

①電圧は全部同じ!

電流の通り道が2つに分かれていても、電圧は同じなのです!

はい、簡単ですね!

 

②電流は分かれるけど、足したら同じ!

分かれた後の電流の足し算は、分かれる前の電流と同じ!

はい、これも当たり前ですね!

これ、とっても重要で「キルヒホッフの第一法則」なんて呼ばれたりします。

2つのルールが分かったので例題1を見てみましょう!

・例題1

ルール①とルール②、使いこなせましたか?

 

次は合成抵抗の求め方!

並列回路はこれが、ちょっと難しいんですよね!

③抵抗は1つにまとめられるよ

抵抗は1つにまとめられます。まとめたものを合成(ごうせい)抵抗といいます。

これが少し難しい。。。

そもそも合成抵抗ってなんなの?

合成抵抗とは、抵抗を1つにまとめたものを差します!

まだ難しいですかね(^^;?

イメージはこんな感じです。

これならまだわかりやすいですかね?

電気の流れっていうのは水の流れと非常に似ているのです!

ではどうやって計算するのでしょうか?

これも簡単!次の画像をご覧ください!

「和分の積(わぶんのせき)」って覚えておいてください。

ひとまずこの理解でいいでしょう!

合成抵抗は、掛け算を足し算で割れば求められらます。

早速問題を解いてみましょう!

・例題2

どうでしたか?

実は例題1と同じ問題です!

電流の求め方が2パターンありますね!

“合成抵抗”を使えば、こういった解き方もできます。

まあ、正直どうでもいいですかね?

概ね理解できたということで、日常の並列回路について考えてみましょう!

 

 

身近な並列回路

ここでは身近な並列回路について考えてみます。

実は身の回りの電気はほとんどが並列回路です。

先ほどのルール①を思い出しながら、見てみてください。

 

コンセントはどうなっているの?

コンセントもすべて、並列で電気が供給されています。

炊飯器も洗濯機も並列回路ですね!

だから、どこのコンセントを使ってもいいわけですね!

少しは納得していただけましたでしょうか?

 

 

まとめ

今回は”並列回路”について、解説してきました。

重要なのは、ルール①!

ルール①の”電圧はすべて同じ!”があるから、並列回路はよく使われるんですね!

 

電気の流れは水の流れと似ています。

「水だったらどう流れるだろう?」

って考えるとイメージができるようになります。

 

身の回りのほとんどで”電気”が使われています。

 

ガスで火を起こしていた時代から、

電磁誘導で熱を使う時代へ

 

電気の需要はこれからも増していくでしょう!

この記事を読んで、電気って面白い!

ってなるといいですね。

以上、ぴ~ちゃんでした。

オームの法則と感電について

 

あなたは今、「電気」を使っています。

そう!

私たちの生活において、
欠かすことのできない「電気

ちょっと、勉強してみませんか?

 

おはようございます。こんにちは。こんばんは。ぴ~ちゃんです。

 

今回は、中学校理科で習う「オームの法則」について、できる限り分かりやすく解説します。

 

A:「電気点けて!」

B:「わかった~」

日常的にしている、こんな会話。

しかし、

「これ、どうやって点いてるんだろう?」

と、その先に踏み込む人はほとんどいません。

 

ここでも中学校の理科で習った「オームの法則」が成り立っています。

今回は、このオームの法則について、超絶分かりやすく説明するとともに、

ちょっとだけその先に踏み込み、

「電気って面白い!」

ってなるような記事を書きました。

 

是非とも最後までお読みください!

 

オームの法則を勉強しよう!!!

オームの法則とは?

結論から言いますと、

“抵抗Rが電流Iに依存して変化しないとき、電圧Vは電流Iに比例する”

というもの。

 

難しい。。。

おそらく、教科書はこんな言い方をするのでしょう。

 

つまり、こういうことです。

“電流と抵抗の値を掛け算すると電圧が分かります”

それでは電気回路を見てみましょう!

ちなみに、お家のコンセントの電圧は100V(ボルト)、乾電池の電圧は1.5Vです!
(電気系の大学生でも覚えてない方がいたりしますので自慢してください。)

オームの法則について少しわかりましたか?

 

それでは、問題を解いて理解を深めていきましょう!

 

問題

次は例題を見ながら、問題を解いていきましょう!

例題:下図の回路は、電源の電圧が100Vであり、20Ωの負荷が接続されています。回路に流れる電流は何[A]でしょうか?

答え:求めたいのは電流値なので、電流Iを手で隠すと以下のようになります。

 

問題1:下図の回路は、電源の電圧が100Vであり、回路に流れる電流は10Aでした。接続されている負荷の抵抗値を求めなさい。

答え:求めたいのは抵抗値なので、抵抗Rを手で隠すと以下のようになります。

 

問題2:下図の回路は流れる電流は2Aであり、接続されている負荷の抵抗値が50Ωでした。電源電圧を求めなさい。

答え:求めたいのは電圧Vなので、掛け算であることが分かります。

 

問題3:下図の回路は、電源の電圧が100Vであり、回路に流れる電流は25Aでした。接続されている負荷の抵抗値Rを求めなさい。

答え:求めたいのは抵抗値なので、抵抗Rを手で隠すと以下のようになります。

 

いかがでしたか?

以上までで、簡単なオームの法則について分かっていただけたかと思います。

 

ここからは、少し先に踏み込んでみましょう!

 

これまで当たり前のように「抵抗」と書いていましたが、

そもそも抵抗とは何のことでしょう?

以下では抵抗について少し解説します。

 

抵抗とは?

そもそも抵抗って何だ?

結論からいいますと、抵抗とは

“電流の流れにくさ”

を表します。

 

つまり、抵抗値が大きければ大きいほど電流が流れづらいのです。

 

先ほどの計算結果を見てみましょう!

まさにその通りですね!

では、さらにステップアップしてみましょう!

 

人間の抵抗値はどのくらい?

あなた自身の抵抗値、、、気になったことはありますか?

 

条件によって人間の抵抗値は変化します。

 

例えば、

「水は電気を通しやすい」

という話を耳にしたことがあるのではないでしょうか?

 

そうです。

  • どのくらい汗をかいているか?
  • 身長は何cmか?
  • 体重は何kgか?
  • どんな靴を履くか?
  • 右手から左手の間の抵抗か?
  • 手から足の間の抵抗か?

等によって人間の抵抗値は変化するのです。

 

人間の抵抗値に関しては様々な意見がございますが、

500Ω~10000Ω

と言われています。

 

人間の抵抗値は

お風呂に浸かっているとき

が一番低くなりそうですね。

 

次に電流について少し踏み込んでみましょう!

 

感電:「人間にどのくらいの電流が流れたら危ない?」

「人間に流れたら危険な電流値」

気になったことはありますでしょうか?

 

危険度は流れている時間によっても変化しますが、目安があります。

 

自分なりに調べて、まとめました。次の表をご覧ください。

死に至る可能性が出てくる電流値の危険なラインは、0.05A(50mA)であることがわかります。

 

こうやってみると、感電って本当に恐ろしいものですね。

 

でも、安心してください!

家庭では、「漏電遮断器」というものの設置や「接地」といわれる措置が、感電防止のために施されています。

 

また次の機会に解説します。

 

オームの法則を知っていれば、これらの感電防止措置の原理も簡単に説明できるのです。

 

ここまでで、抵抗値Rと電流値Iが分かました!

 

ということは、感電死に至る可能性のある危険な電圧を計算することができます!

 

感電:「危険な電圧を計算してみよう!」

これまでで、人間の抵抗値Rと危険な電流値Iが分かりました。

この2つが分かれば、死に至る可能性がある危険な電圧を計算することができます。

 

早速計算してみましょう!

  • 最悪な状態である人間の抵抗値:500Ω
  • 心室細動の可能性が出てくる電流値:0.05A

つまり、

電圧V = RI=500×0.05=25V

です。

 

計算できましたか?

25Vでも、条件によっては感電死にいたる可能性がある危険な電圧となりえます!

 

実際、電気関係の現場では

42(死に)ボルト

なんて言われたりします。

 

家庭用のコンセントが100Vなので、これも危険な電圧ですね!

 

まとめ

当記事では、日常生活で身近な存在である”電気”の最も基本的な

オームの法則について解説してきました。

 

また、オームの法則を利用して、感電死にいたる可能性がある電圧値を計算しました。

 

これで、オームの法則について学ぶことができましたね!

 

いかがでしたでしょうか?

オームの法則について、可能な限り分かりやすく説明したつもりなのですが、分からなければ質問していただいても構いません。

 

次回はもう一歩進んで、並列回路について勉強していきましょう!

 

並列回路が分かれば、

といったことまで説明できるようになるでしょう!

おつかれさまでした!