【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。
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。
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。
- 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。
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。
