中学校で習う「直列回路の電流・電圧・抵抗」についてよく理解できていますか？
この記事では、「直列回路・並列回路の違い」「直列回路の電流・電圧・抵抗」の求め方などについて解説いています。
それでは早速、「直列回路の電流・電圧・抵抗」について一緒に学習していきましょう！
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1. 直列回路・並列回路とは
まずは、「直列回路」と「並列回路」の違いを図で理解しましょう。
下の図の左が「直列回路」、右が「並列回路」です。
直列回路は途中で枝分かれすることなく、一本道で回路がつながっています。
一方で、並列回路は途中で回路が枝分かれしています。
より詳しく「直列回路・並列回路の違い」について知りたい方は、下の記事も参考にしてください！
2. 直列回路の電流・電圧・抵抗
下のような、２つの電熱線がある直列回路について説明していきます！
この回路の記号の説明は次の表のとおりです。
なお、電流は「Ｉ」、電圧は「Ｖ」、抵抗は「Ｒ」で表します。
| 回路全体の電流 | Ⅰ |
| 電熱線１に流れる電流 | Ｉ₁ |
| 電熱線２に流れる電流 | Ｉ₂ |
| 回路全体の電圧 | Ｖ |
| 電熱線１にかかる電圧 | Ｖ₁ |
| 電熱線２にかかる電圧 | Ｖ₂ |
| 回路全体の抵抗 | Ｒ |
| 電熱線１の抵抗 | Ｒ₁ |
| 電熱線２の抵抗 | Ｒ₂ |
さきほどの回路図に、電流・電圧・抵抗の記号をそれぞれ書き込むと次のようになります。
直列回路では、電流(Ｉ)、電圧(Ｖ)、抵抗(Ｒ)が次のような関係になっています。
これだけではまだよく分からない人もこれから詳しく説明していくので、諦めず読み進めましょう！
続いては「電流（Ｉ）」「電圧(Ｖ)」「抵抗(Ｒ)」の計算方法について詳しくみていきます！
① 電流の求め方
先ほどと同じ、電熱線で1、2がつながった直列回路について考えてみましょう！
回路全体の電流の大きさを「Ｉ」、電熱線1に流れる電流の大きさを「Ｉ₁」、電熱線2に流れる電流の大きさを「Ｉ₂」とします。
直列回路では、電流の大きさはどこでも同じになります。
そのため、下のような式が成り立ちます。
Ｉ = Ｉ₁ = Ｉ₂
つまり、直列回路の場合、どこか一ヶ所でも電流の大きさがわかれば、全ての場所の電流の大きさがわかることになります。
電流の大きさの求め方は分かりましたでしょうか？
それでは、試しに例題を解いてみましょう！！
直列回路では、電流の大きさはどこでも同じになるので、回路全体を流れるの電流の大きさを「Ｉ」とすると
Ｉ = Ｉ₁ = Ｉ₂
の関係が成り立つ。回路全体の電流の大きさは「5Ａ」なので、Ｉ＝５[Ａ]を代入すると
5 = Ｉ₁ = Ｉ₂
したがって
Ｉ₁ = 5［Ａ］ Ｉ₂ = ５［Ａ］
よって、電熱線１、２に流れる電流の大きさＩ₁, Ｉ₂はどちらも「５Ａ」になります。
② 電圧の求め方
またさっきと同じ回路について考えていきます！
回路全体の電圧を「Ｖ」、電熱線1にかかる電圧を「Ｖ₁」、電熱線2にかかる電圧を「Ｖ₂」とします。
直列回路の場合、回路全体の電圧「Ｖ」は、電熱線1と2の電圧「Ｖ₁」と「Ｖ₂」を足したものになります。
Ｖ = Ｖ₁ + Ｖ₂
それでは、少し例題を解いてみましょう！
直列回路では、回路全体の電圧を「Ｖ」、電熱線1の電圧を「Ｖ₁」とすると
Ｖ = Ｖ₁ + Ｖ₂
となる。Ｖ=10［Ｖ］、Ｖ₂=6［Ｖ］なので、それぞれ代入すると
10 = 6 ＋ Ｖ₂
Ｖ₂ = 10 - 6 = 4［Ｖ］
したがって、Ｖ₂は「4Ｖ」となります。
③ 抵抗の求め方
下のように、回路全体の抵抗を「Ｒ」。電熱線1、2の抵抗をそれぞれ「Ｒ₁」、「Ｒ₂」とします。
直列回路の場合、回路全体の抵抗（R）は回路にある全ての抵抗（R₁, R₂）の合計になります。
よって下の式が成り立ちます。
R = R₁ + R₂
続いて、直列回路の抵抗に関する例題もみてみましょう！
直列回路の場合、回路全体の抵抗である「R」は回路にある全ての抵抗を合計すると求められます。
したがって、電熱線1、2の抵抗をそれぞれ「Ｒ₁」、「R₂」とすると
R = R₁ + R₂
R₁ = 5Ω、R₂ = 8Ω を代入して
R = 5 ＋ 8 = 13［Ω］
よって、回路全体の抵抗Ｒは、「１３Ω」となります。
3. まとめ
今回は「直列回路の電流・電圧・抵抗の求め方」について解説しました！
最後にもう一度、直流回路の電流・電圧・抵抗の求め方を確認しておきましょう！
それでは、最後まで読んでいただき、ありがとうございました！
