電流の流れ方について考えてみよう。

.電流が流れること

電池豆電球を使って回路をつくってみよう。簡単だね。次のような回路図が頭に浮かぶだろう。

 ここで確認しておこう。
 回路図の記号(電気用図記号)で、電池だね。左側の長い方+極で、右側の短い方−極だったね。 豆電球の記号はだね。
 つまり、この回路に電流が流れるわけだから、ここで電流という粒がこんな粒だとしたら、この回路電流が゜流れている様子は次のようなイメージになるかな。

 

.電流の流れを水の流れでイメージしてみよう

 私たちの身近なもので、流れるものといったら...だね。電流の流れを、の流れとして考えたらわかりやすくならないかな。
 電流は、電池から流れだして電池に戻っていくけど、電池の+極から流れ出して−極に向かって流れると考えると、電流は一方向だけの流れとして考えられるね。つまり、回路図を開いてみよう。こんなイメージかな。

 電流が一方向の流れなら、の流れとよく似ているね。電流が流れて電球が光るということを、が流れて水車が回ると置き換えてみよう。

 このように考えると、目に見えない電流もイメージしやすくなるね。

 ここで電流電圧について考えてみよう。水のモデルにおいて、流れている水の量は電流に相当するね。電流を流すはたらきの大小を電圧というのだから、このモデルにおいて水を流すはたらきとなる高さの差が電圧に相当するね。そして、水の流れを妨げて仕事をしている水車が、抵抗に相当するんだ。水車(抵抗)のあるところの前後では、段差(電圧)がないと水(電流)が流れないのは理解できるかな。上の図に書き込むと次のようになるね。

直列回路に流れる電流

 次に直列回路に流れる電流を考えてみよう。次のような回路図になるね。

 この回路図も水の流れにおきかえて考えてみよう。開いて水を流してみよう。

 この図を見るとわかるように、上段の水車(抵抗)と下段の水車(抵抗)に流れる水の量(電流)は同じだね。また、上段の高さの差(電圧)と下段の高さの差(電圧)をたすと、全体の高さ(電源電圧)になるのは当たり前だね。

ではここで、問題にチャレンジPart1

 右の図のような回路で、電池の電圧は3.0Vである。
(1)アイ間の電圧が1.4Vのとき、イウ間の電圧はいくらか。
(2)点アを流れる電流は0.3Aのとき、点ウを流れる電流はいくらか。

解答・解説はこちら

 

4.並列回路に流れる電流

 次に並列回路に流れる電流を考えてみよう。次のような回路図になるね。

 この回路図も水の流れにおきかえて考えてみよう。開いて水を流してみよう。

 この図を見るとわかるように、左側の水車(抵抗)と右側の水車(抵抗)に流れる水の量(電流)足すと、全体を流れる水の量(電流)なるね。また、それぞれの水車(抵抗)の両側の高さ(電圧)は、全体の高さ(電源電圧)に等しくなるのもわかるね。

ではここで、問題にチャレンジPart2

 右の図のような回路で、電池の電圧は3.0Vである。また、点アを流れる電流は0.3A、点エを流れる電流は0.1Aであった。
(1)点ウを流れる電流はいくらか。
(2)イウ間の電圧はいくらか。

解答・解説はこちら

 

 電流と電圧について少しは理解できたかな。このページでよく勉強してから授業にでると、きっと授業内容がよく理解できるよ。


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