・直列回路にかかる電圧の関係がわからない
・並列回路にかかる電圧の関係がわからない
という悩みを解消します。
こんにちは。頭文字(あたまもんじ)Dです。
中学生に勉強を教えてかれこれ25年以上になります。その経験を活かして、「授業を聞いても理科がわからない人」を「なるほど、そういうことだったのか」と納得してもらおうとこの記事を書いています。
今回は、中学2年生理科 電流分野から、「回路にかかる電圧」について説明します。
最初に、直列回路にかかる電圧です。
図のような直列回路のア・イ・ウの電圧を測定します。
それぞれの場所の電圧を測定した様子を写真で見てみましょう。
最初にアの電圧です。結果がわかりやすいように、デジタルの電圧計を使っています。
電圧は1.52Vを示しています。
続いて、イの電圧です。
電圧は0.91Vを示しています。
最後に、ウの電圧です。
電圧は0.61Vを示しています。
さて、アとイとウの電圧の関係がわかったでしょうか?
そうです、
電源装置の電圧は、それぞれの電球にかかる電圧の和に等しい
のです。
このことを「和に等しい」と五文字で覚えましょう。
長い文章で覚えると、印象がうすくなってしまいます。
実は、覚えるにはできるだけ短い言葉の方がいいのです。
だから、
直列回路にかかる電圧は、全て等しい
と覚えるのです。
また、この関係を、数式で聞かれることがあります。
数式を使って表すと
ア=イ+ウ
となります。
「イコール」とは「等しい」という意味、「足し算の答え」は「和」というので、
和に等しい
という意味になります。
続いて、並列回路にかかる電圧です。
図のような並列回路のア・イ・ウの電圧を測定します。
最初にアの電圧です。
電圧は0.79Vを示しています。
続いて、イの電圧です。
電圧は、0.78Vを示しています。
最後に、ウの電圧です。
電圧は0.79Vを示しています。
どうでしょうか?
全て同じ値
になっていますね。
このことを
並列回路にかかる電圧は、全て等しい
といいます。
覚えるときは、
並列回路は、全て等しい
と覚えるとよいでしょう。
また、数式で表すと
ア=イ=ウ
となります。
なお、実験をやってみたいけど、手元に電圧計がない人には、こちらのサイトをお薦めします。
PhETという非常に優れたサイトです。
https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_ja.html
今回勉強した内容は2つです。
・直列回路にかかる電圧の大きさは、和に等しい
・並列回路にかかる電圧の大きさは、全て等しい
このことは、問題を見て、直列回路か並列回路かを判断した後、必ず思い出してください。
この内容が思い出せないと、この後の問題は解けません。
それはつまり、テストでまったく点数を取れないことを意味します。
だから、直列回路・並列回路を判断したら、まずは「和に等しい」のか「全て等しい」のかを思い出しましょう。
最後に、「電流計算の攻略法~最初に目標を確認すること~」の問題1(4)と、問題2(3)を解きましょう。
問題は、こちらのページをご覧ください。
電流の計算の攻略法~最初に「目標を確認すること」こそ最も大切~
問題1(4)1.5V
(直列回路なので、流れる電流は”和に等しい”。つまり、全体の4.5Vは、右の電球の3Vと左の電球の電圧を足したものに等しい。4.5ー3=1.5Vとなる。)
問題2(3)ア:6.0V、イ:6.0V
(ア、イ:並列回路なので、電圧は”全て等しい”。だから、アもイも6.0Vになる)
電流の計算の攻略法~最初に「目標を確認すること」こそ最も大切~ | いやになるほど理科~高校入試に向け、”わからない”が”わかる”に変わるサイト~2021年2月20日 11:35 PM /
[…] […]