📝【Lesson5】直列回路と並列回路のきほん|電流・電圧・抵抗の関係をやさしく解説

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✅ はじめに:Lesson5のテーマ

今回のLesson5では、電気回路の基本である 「直列回路」と「並列回路」 について、電流・電圧・抵抗の関係をやさしく解説します。

これを理解しておくと、次の内容がスムーズに理解できるようになります。

  • 合成抵抗の求め方
  • 分圧(電圧のわけ方)
  • 分流(電流のわけ方)

🗣️ 今回の学びは?

まさまさ
まさまさ

直列とか並列って、学校で聞いたことあるけど、正直もう忘れてるんだよね…。電球が暗くなるとか、そんな感じのイメージしかない…。

サポちゃ
サポちゃ

大丈夫です。Lesson5では、まず「直列」と「並列」の違いをイメージでつかんでいただきます。そのあと、計算方法や電流・電圧の関係を理解できるように進めていきますね。

まさまさ
まさまさ

イメージから入れるなら安心できる!ついていくよー!

■ 直列回路とは?まずは“イメージ”でつかむ

直列回路とは、電気が通る道が1本だけの回路のことです。
水のホースが1本しかない状態をイメージするとわかりやすいです。

例:電池 → 電球 → 電球 → 電池へ戻る
このように 1本の道を順番に通る のが直列回路です。

直列回路


(例:電源→抵抗R1→抵抗R2 が1本の線でつながっている図)

📌 直列回路の3つの大事なポイント

直列回路では、次の3つをまず押さえましょう。

項目直列回路の特徴
電流(I)どこでも同じ流れ(一定)
電圧(V)抵抗ごとに分かれる(割り算イメージ)
抵抗(R)足し算で求める

✏️ 直列回路の公式(必ず覚える部分)

➤ 合成抵抗(R)

直列ではすべて足します。 R=R1+R2+R3+…

例:R1 = 2Ω、R2 = 3Ω → R = 5Ω

➤ 電流(I)

直列回路を流れる電流はどこでも同じです。

例:抵抗の前後で電流値は変わりません。

➤ 電圧(V)

電源の電圧は、抵抗に応じて分かれます。(=分圧) V=V1+V2+…

例:電源5V、抵抗が2Ωと3Ω → それぞれに電圧が分かれる
(※分け方は後で「分圧」の章で説明します)

🧠 まさまさの理解メモ

まさまさ
まさまさ

直列って、「みんなで一本の橋を渡る」みたいな感じなんだね。
1人しか通れないから順番に渡って、流れる量は同じなんだ。

サポちゃ
サポちゃ

そのイメージ、とても良いです。“1本道を順番に通る” が頭にあれば、直列はスッと理解できます。

■ 並列(へいれつ)回路とは?直列との違いをイメージでつかむ

並列回路とは、電流が流れる道が 枝分かれしている回路 のことです。
水のホースが途中で分かれて、別々のバケツに水を送っているイメージです。

例:電源 →(R1の道)+(R2の道)→ 電源へ戻る
道が枝分かれしているため、電流が分かれて流れます。

並列回路


(例:電源から分岐 → R1 と R2 に分かれて、また合流する図)

🗣️ 直列と何が違うの?

まさまさ
まさまさ

さっきの直列は一本道だったけど、並列は「分かれ道」ってことだよね?
高速道路で分岐して、また合流するみたいな感じ?

サポちゃ
サポちゃ

そのイメージ、とても良いです。並列では電流が分かれ、それぞれの道(抵抗)へ流れます。そのため、直列とは電流と電圧の関係が変わります。

まさまさ
まさまさ

そっか。直列は1本道で「順番にみんな一緒」、並列は「それぞれ好きな道に分かれる」って感じだね!

📌 並列回路の3つの大事なポイント

並列回路では、次の3つを押さえましょう。

項目並列回路の特徴
電流(I)枝分かれして流れ、最後に合流する(分流)
電圧(V)どの抵抗でも同じ電圧になる
抵抗(R)公式を使って求める(合成抵抗は小さくなる)

✏️ 並列回路の公式(必ず覚える部分)

➤ 合成抵抗(R)

並列回路では、抵抗値は次の公式で求めます。

\(\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \cdots \)

例:R1 = 2Ω、R2 = 3Ω の場合

\(\frac{1}{R} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3} = \frac{3+2}{6} = \frac{5}{6} \)

\(R = \frac{5}{6} = 1.2 \Omega \)

👉 合成抵抗は、どの抵抗よりも小さくなります。

➤ 電流(I)

電流は分かれて流れ、それぞれの経路を通ったあとに合流します。 I=I1+I2+I3+…

➤ 電圧(V)

並列回路では、どの抵抗にも 同じ電圧がかかります。

例:電源が5Vなら、R1にもR2にも5Vかかります。

🧠 まさまさの理解メモ

まさまさ
まさまさ

なるほど。並列は「分かれ道」だから電流が分かれて、それぞれの抵抗に入るのか。
でも、電圧が全部同じになるのは意外!

サポちゃ
サポちゃ

そう感じる方は多いです。電圧が同じになることは、並列回路の最大の特徴なので、必ず覚えておきましょう。

🔍 直列と並列のちがいをまとめてみよう

ここまでの内容を一覧で比較します。
覚えるというより「違いを整理する」イメージでご覧ください。

項目直列回路並列回路
電流(I)どこでも同じ分かれて流れ、最後に合流
電圧(V)抵抗ごとに分かれるどの抵抗も同じ電圧
合成抵抗(R)足し算で大きくなる公式で求める(小さくなる)
イメージ一本橋を順番に渡る分かれ道を自由に進む

次のパートでは、さらに理解を深めるために以下を扱います。

直列回路の“分圧”を理解しよう!

直列回路と並列回路の基本を学びました。
その続きとして、**直列回路で電圧がどのように分かれるのか(分圧)**をやさしく理解していきます。

■ 分圧ってなに?

分圧(ぶんあつ)とは、直列回路につながっている抵抗同士で電圧が分け合われること。

サポちゃ
サポちゃ

電池(電源)から出た電圧が、通り道の抵抗に応じて“少しずつ使われていく”イメージです。

まさまさ
まさまさ

電圧が分かれるってこと?電気って勝手に分かれていいの?

サポちゃ
サポちゃ

いいんです。直列では電流は1本道ですが、電圧は抵抗の値に合わせて配分されるんです。

■ 分圧のイメージ(まずは感覚でOK)

まさまさ
まさまさ

イメージでお願い。数字出てくると一瞬で迷子になるから!

例えば、
電池 6V
抵抗が R1 = 2ΩR2 = 4Ω を直列につなげたとします。

  • 抵抗が大きいほうが “電圧を多く使う”
  • 小さいほうが “少しだけ使う”
水路の石
サポちゃ
サポちゃ

水路に置いた石のように、大きな石(=大きな抵抗)ほど水圧(=電圧)が減るイメージです。

■ 分圧の公式(これだけ覚えればOK)

直列回路の電圧 V は、抵抗値の比で分かれます。
\(V_1 = V×\frac{R_1}{R_1} +R_2 \)

サポちゃ
サポちゃ

“使う電圧=全体の電圧 × 自分の抵抗の割合” です。

まさまさ
まさまさ

割合で計算すればいいのね……なるほど、これはいける気がする!

■ イメージ図①:電圧が抵抗ごとに分かれる様子

直列回路
※直列回路で電圧が分かれる分圧イメージ

■【例題】分圧を計算してみよう

例題:
6Vの電源に、2Ωと4Ωの抵抗を直列につないだとき、
それぞれの抵抗にかかる電圧を求めなさい。

STEP1|合計抵抗を求める

R=2Ω+4Ω=6Ω

サポちゃ
サポちゃ

直列なので足し算です。

STEP2|電流を求める(オームの法則)

\(I = \frac{V}{R} = \frac{6V}{6\Omega} = 1A \)

まさまさ
まさまさ

ここまでは順調♪

STEP3|各抵抗の電圧を求める

V1=I×R1=1A×2Ω=2V
V2=I×R2=1A×4Ω=4V

✅ 結果

  • 2Ωの抵抗に 2V
  • 4Ωの抵抗に 4V
サポちゃ
サポちゃ

抵抗が大きいほうが電圧は多くかかります。

まさまさ
まさまさ

割合でもできる?ちょっとやってみたい!

✨ 別解(分圧公式で一発)

\(V_1 = 6V \times \frac{2\Omega}{6\Omega} = 2V \)

\(V_2 = 6V \times \frac{4\Omega}{6\Omega} = 4V \)

サポちゃ
サポちゃ

同じ結果になります。試験では公式で一発もOKです。

まさまさ
まさまさ

おお〜スッキリ!両方分かると理解深まるね!

■ イメージ図②(例題の回路図)

直列回路
※6V電源+2Ω+4Ωの直列回路図

■ 分圧のつまづきポイント

つまずきがち正しい考え方
“電流が分かれる”と思ってしまう分かれるのは電圧。電流は1本道。
大きい抵抗ほど電圧が小さくなると思う逆!大きい抵抗ほど電圧が大きくなる
“とりあえず暗記”で挑む比で考えると忘れない(例:2:4 → 電圧も2:4)
まさまさ
まさまさ

逆ってのがややこしいんだよ〜!

サポちゃ
サポちゃ

抵抗=電圧を奪う力” と覚えるとスムーズです。

次回は直列と並列の“分圧・分流”をわかりやすく【学び直し】

サポちゃ
サポちゃ

直列で電圧が分かれるのが分圧でしたね。次は並列で“電流が分かれる” 分流 を学びます。

まさまさ
まさまさ

電流が分かれるって聞いただけで混乱しそうだけど…よろしくお願い!

今回は、直列回路と並列回路の基本的な仕組みを学びました。
その続きとして、直列では電圧がどう分かれるのか(分圧)並列では電流がどう分かれるのか(分流) をやさしく学び直していきます。

電工試験でもよく出る分野なので、ここでしっかり押さえておきましょう!


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【資格覚書】第二種電気工事士
🔋 Lesson 1:電流・電圧・抵抗
💡Lesson 2 電力と熱量
🔌Lesson3:導体と絶縁体
🧲Lesson4 電磁誘導の仕組みをわかりやすく解説

※イラスト© いらすとや.

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