中学2年生理科-電流の計算(直列回路)

単元:電流の計算(直列回路)の解き方

問題

抵抗の大きさが15Ωの電熱線Pと25Ωの電熱線Qを,下の図のように直列つないで電源装置のスイッチを入れたところ,図の点Rに0.4Aの電流が流れた。このとき,次の問いに答えなさい。
(1) 電熱線P,Q,電源装置に加わる電圧はそれぞれ何Vか。
(2) 回路全体の抵抗の大きさは何Ωか。

電流の計算_直列回路
講師
講師
さて、今日は直列回路の電流の問題を解いていくよ💡
生徒
生徒
うわぁ―、電流の計算問題って苦手なんだよなぁ💦
講師
講師
大丈夫!しっかりと手順を追って解いていけばちゃんと求めることができるよ。
まず直列回路の問題では、次の性質を覚えておくことが大切です。
電流の計算_直列回路_1電流の計算_直列回路_2
生徒
生徒
なるほど。そうすると上の①から,P,Qに流れる電流は点Rと同じ0.4Aであることが分かります! 電流の計算_直列回路_3
講師
講師
その通りです。では次に,電熱線P、Q,電源装置に加わる電圧の大きさを求めてみましょう。
まず各電熱線の電圧の大きさは,各電熱線に流れる電流と抵抗の値を使って求めます。
その際オームの法則(V(電圧)=R(抵抗)×I(電流))を使って計算するのですが,計算方法が分からないときは,下のような図を書いて求めたい部分を隠すとすぐにわかりますよ💡
生徒
生徒
なるほど。そうすると電熱線P,Qに加わる電圧はそれぞれ
P:15(Ω)×0.4(A)=6(V)、
Q:25(Ω)×0.4(A)=10(V)、となりますね。
また電源装置に加わる電圧は,直列回路の性質②からP,Qの電圧の和になるので,6(V)+10(V)=16(V)になります。 電流の計算_直列回路_5
講師
講師
正解です。では最後に、回路全体の抵抗を求めましょう。
回路全体の抵抗は、電源装置に流れる電流と電圧の大きさを使って求めることができます。
生徒
生徒
電源装置に流れる電流は0.4A,加わる電圧は16Vなので、回路全体の抵抗は
(16(V))/(0.4(A))=16÷0.4=40(Ω)
ということになりますね。 電流の計算_直列回路_6
講師
講師
すばらしい!よくできました。
ちなみに直列回路では,回路全体の抵抗は各抵抗の大きさの和で求めることもできます。
これを使うと,15(Ω)+25(Ω)=40(Ω)と簡単に求めることができるので,よく覚えておきましょう。
生徒
生徒
わかりました!