左の列は、抵抗1・電圧・抵抗2の3つの入力です。 まん中の列の上と下は、それぞれの枝に流れる電流で、電圧 ÷ 抵抗 で出しています。 右の「全体の電流」は、2つの枝の電流の合計です。 まん中の「合成抵抗」は、左の電圧を右の全体の電流で割った値です。
抵抗1と抵抗2はスライダーで、1Ω から 40Ω まで変えられます。 数字を変えると、右側の4枚も連動して変わります。
並列では、どの枝にも同じ電圧がかかる
並列つなぎは、電気の通り道を途中で枝分かれさせ、抵抗を横に並べるつなぎ方です。 どちらの枝も、電源の両端に直接つながっています。 そのため、どちらの枝にも同じ 12V がかかります。
それぞれの枝に流れる電流は、電流 = 電圧 ÷ 抵抗(オームの法則)で出せます。
- 4Ω の枝 — 12 ÷ 4 = 3A
- 6Ω の枝 — 12 ÷ 6 = 2A
電源から出た電流は、2本の枝に分かれて流れ、また1本に合流します。 途中で電流が増えたり減ったりはしません。 そのため全体の電流は、枝の電流の合計の 3 + 2 = 5A です。
全体の電流から、合成抵抗を出す
合成抵抗は、並列の2本をまとめて、1個の抵抗に置き換えたときの抵抗です。 同じ 12V をかけて同じ 5A が流れる抵抗なら、電源から見て区別がつきません。 その抵抗は 12 ÷ 5 = 2.4Ω です。 ボード1の「合成抵抗」は、この割り算をしています。
2.4Ω は、小さいほうの 4Ω よりも小さい値です。 この2.4Ωになる理由は、それぞれの枝に流れる電流から確かめられます。 4Ω の枝だけなら、流れる電流は 3A です。 そこに 6Ω の枝を加えると、その枝の 2A のぶんだけ全体の電流が増えて、5A になります。 同じ電圧で流れる電流が増えるので、電圧 ÷ 電流 で出す合成抵抗は小さくなります。
どの枝にも、0 より大きい電流が流れます。 そのため全体の電流は、いちばん小さい抵抗の枝の電流より、必ず大きくなります。 並列の合成抵抗が、いちばん小さい抵抗よりも小さくなるのは、このためです。
直列と比べる
同じ 4Ω と 6Ω を、一列につないだ場合(直列)と比べます。 ボード2は、直列の合成抵抗と電流を出すボードです。