並列回路の電流分担【分流】

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電気
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オームの法則を使って電流を求められるけど
回路が分岐していたらどうなるの?

分岐したそれぞれの抵抗値に応じて分かれて流れるよ。

                          

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分流

電流は抵抗の少ない部分つまり、流れやすい部分を通る性質があります。

抵抗が並列接続されている場合には抵抗値の低い方に大きい電流が流れて、抵抗値の高い方には小さい電流が流れるようになります。

これを分流といいます。

回路に流れる電流は並列抵抗の合成抵抗電源電圧から求めますが、
その電流が抵抗の値に応じて分けて流れるので、分流された電流を合計すると
元の電流値になります。
回路全体に流れる電流は増えることも減ることもありません。

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例題

4Ωと1Ωの抵抗が並列に接続されていて電源電圧は12Vの回路があります。

並列接続された抵抗の合成抵抗をまずは求めていきます。
そこから回路全体に流れる電流がわかります。

その後にそれぞれの抵抗に分かれて流れる電流を計算します。

合成抵抗と回路の全電流

上の図の回路の合成抵抗は、和分の積を用いて計算すると、

4/5=4÷5=0.8Ωが求められます。

和分の積
分母を足し算(和)
分子を掛け算(積)
並列接続された抵抗の合成抵抗を求めらることができます。
3つ以上の並列抵抗ではそのまま当てはめることはできません

回路の全電流は12V÷0.8Ω=15Aと求められます。

1Ω側に流れる電流

回路の全電流が分かったら、1Ωの抵抗に流れる電流を求めます。

並列接続された抵抗の電流値(分流)

分母が2個の抵抗の足し算分母が逆側の抵抗値、回路の全電流を掛けることで求められます。

4/5×15=12
1Ωの抵抗には12Aの電流が流れます。

4Ω側に流れる電流

同じ計算式を使って計算すると、

1/5×15=3Aとなります。

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逆比の関係

全電流がわかっていれば抵抗の比で電流の比を求めることもできます。

抵抗が41です。それぞれの流れる電流は抵抗の逆比になります。
電流比は14になります。15Aの電流をこの比で割り振ることになります。

比の計算をわかりやすく説明

1:4は元の数値を分けた比率です。
5等分してそれぞれ1つ4つに分けたことになります。

15Aをまず5等分します。
それが3Aです。それぞれ1倍と4倍にすれば求まります。
抵抗の小さい方に大きい電流が流れることだけ間違えないでください。

比の分配のイメージがしっかりできていれば難しい計算をしなくても直感的に
解けるようになります。

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分流された電流の合計

それぞれの電流値を足すと、回路の全電流15Aとなることになります。

1Ω側に12A、4Ω側に3Aの電流が流れます。
小さい抵抗側に多くの電流が流れることがわかります。

並列回路の電圧分担はこちら

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