【中学技術2年】電気回路と回路図|オームの法則をやさしく解説

【中学技術2年】電気回路と回路図 ― 電流・電圧・抵抗・オームの法則をやさしく解説

スイッチを入れると豆電球が光る。あの仕組みを、回路図とオームの法則で読み解いていきます。予習・復習に使える解説です。

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回路と回路図

電気は、ぐるりと一周つながった「輪」になっていると流れます。どこか一か所でも切れていると流れません。この一周の道が回路です(電源・導線・負荷の輪)。回路を絵でかくのは大変なので、部品を決まった図記号で表したものが回路図。だれが見ても同じように読み取れます。

  • 直列回路:道が一本道。一つ切れると全部消える。
  • 並列回路:道が枝分かれ。一つ切れても他はつく。

電流・電圧・抵抗

  • 電流=電気が流れる量(単位:アンペア A)。電流計は回路に直列につなぐ。
  • 電圧=電気を押し出す力(単位:ボルト V)。電圧計は部品に並列につなぐ。
  • 抵抗=電流の流れにくさ(単位:オーム Ω)。細いホースほど水が流れにくいのと同じ。

オームの法則

電圧 = 電流 × 抵抗。この一つの式で三つの量がつながります。

例:抵抗20Ω、電流0.3Aのとき、電圧は? → 0.3 × 20 = 6V。

求めたいものを左にして変形すれば、電流=電圧÷抵抗、抵抗=電圧÷電流 でも使えます。

回路と回路図、電流・電圧・抵抗、オームの法則のまとめ

安全:ショートに注意

抵抗となる部品をはさまず電源を直接つなぐと「ショート」。大きな電流で導線が熱くなり、やけどや発火の危険があります。ぜったいにやってはいけません。


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電流・電圧・抵抗の基本

回路の計算に入る前に、3つの基本用語を確認しておきましょう。

3つの基本用語
  • 電流:電気の流れる量。単位はA(アンペア)。
  • 電圧:電気を押し出す力。単位はV(ボルト)。
  • 抵抗:電気の流れにくさ。単位はΩ(オーム)。

オームの法則で3つをつなぐ

電流・電圧・抵抗の3つは、オームの法則(電圧=電流×抵抗)という1つの式でつながっています。どれか2つが分かれば、残りの1つを計算で求められます。豆電球の明るさが変わる場面を例にすると、生徒はイメージしやすくなります。

回路図は電気の設計図

回路図は、実物の絵ではなく記号を使って回路のつながりを表した図です。電池・スイッチ・豆電球といった部品を、決まった記号で表すことで、誰が見ても同じように回路を読み取れるようになります。

直列回路と並列回路のちがい

回路には、部品を一列につなぐ直列と、枝分かれさせてつなぐ並列の2種類があります。

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直列と並列の違いのポイントを紹介します

直列回路は電流が一本道

直列回路では、電流の通り道が1本しかないため、どこも同じ大きさの電流が流れます。豆電球を1つ増やすごとに、回路全体の抵抗が増え、電流は小さくなります。

並列回路は電圧が同じになる

並列回路では、それぞれの部品に同じ大きさの電圧がかかります。豆電球を1つ増やしても、他の豆電球の明るさは変わらないという性質があり、家庭の配線にはこちらが使われています。

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