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電気回路

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Academic year: 2021

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電気回路

電源、抵抗(負荷)、コンデンサなどの素子を導線等 で接続し、特定の機能を持たせるようにしたもの。

回路は英語でcircuit、つまり円(回転)である。

円の1箇所を切ってそこに起電力(電池、電源)を挿 入すると、電位差によって回転が始まる。

この動きのことを電流という。つまり起電力とは電 流を流そうとするはたらきである。電流の向きは、電 池の高電位側(正極)から低電位(負極)側である。

微視的には、電流の担い手(キャリアという)である 荷電粒子の運動として理解されている。

電流を妨げるはたらきのことを抵抗という。抵抗は、

導線や電池など、すべての素子が持つが、特に抵抗が 大きい部分を素子化し、それ以外の部分の抵抗は小さ いとして、普通無視する。

最も簡単な回路は、以下のような、1つの電源と1 つの抵抗からなる回路である。

このとき電位の変化に着目して回路を1周しよう。点 Aにおける電位をゼロとすると、電池によって電位が

V[V]引き上げられるが、抵抗 R[Ω]を通過するときに

電位が低下するので、一周してAに戻ったときの電位

はゼロである。このとき、抵抗Rによる電位の変化の ことを、電位降下(電圧降下)といい、その大きさ

VR[V]は、抵抗を流れる電流を I[A]とすると、VR=RI

と表される。回路を一周したときの電位の変化はゼロ なので、V-VR = 0。よって、この回路ではV=RI 関係が成り立つ。

電気回路のポイント1

抵抗Rに電流Iが流れると、電圧降下RIが発生する。

(オームの法則)

電気回路のポイント2

回路を1周したときの電位の変化の和はゼロである。

(キルヒホッフの第2法則)

問題1)

起電力6.0 Vの電池Aに、起電力のわからない電池B

および10Ωの抵抗を直列に接続すると、回路に1.0 A

の電流が流れた。このとき、電池 B の起電力は何 V か。

キルヒホッフの第2法則は、どんな複雑な回路中の任 意のループ(閉回路)において成り立つ。

参照

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