🧩【Lesson5】(3)直列回路と並列回路のきほん|応用編:ブリッジ回路の基本

■ 「ブリッジ回路」ってなに?

まさまさ
まさまさ

分流のところで並列までわかったけど、今度は「ブリッジ回路」?
なんか難しそうな名前だね…。

サポちゃ
サポちゃ

大丈夫!ブリッジ回路とは、“直列と並列が組み合わさった回路”のことなんです。
見た目が“橋(ブリッジ)”のようになっているのでこの名前がついています。

※「ブリッジ回路」は、並列と直列が混ざった複合回路の一種です。

■ 代表的なのが「ホイートストンブリッジ」

電気工事士試験や電気理論の基礎で出てくるのは、
この「ホイートストンブリッジ」と呼ばれる形です。

ホイートストンブリッジ
ホイートストンブリッジ
まさまさ
まさまさ

おお、確かに“橋”みたいだね。真ん中のR₅が橋の部分か。

サポちゃ
サポちゃ

そうです!その“橋”の抵抗(R₅)を通る電流を観察することで、
回路がどんな状態かを判断できるんです。

■ ブリッジ回路の考え方

サポちゃ
サポちゃ

実は、ブリッジ回路のポイントは 「左右の電位差が等しいかどうか」 にあります。
左右の分圧が釣り合っていれば、中央の抵抗(R₅)には電流が流れません。

まさまさ
まさまさ

ってことは、左右のバランスがとれてたら“橋の上は通らない”ってこと?

サポちゃ
サポちゃ

そう!この状態を「ブリッジが平衡(へいこう)」といいます。
つまり、左右の電圧が等しくなる条件です。

■ ブリッジが平衡する条件(覚え方)

\(R₁ × R₄ = R₂ × R₃\)

この関係が成り立つと、中央(R₅)には電流が流れません。

まさまさ
まさまさ

なんか公式っぽい!でも、どうしてこうなるの?

サポちゃ
サポちゃ

左右の分圧比が同じになると、それぞれの電位(A点とB点)が等しくなるからです。
電位差がゼロ → 電流が流れない、というわけですね。

■ ブリッジ回路が役立つ場面

  • 未知の抵抗値を求めたいとき(測定回路)
  • 計測器(電圧・温度センサーなど)でのバランス検出
  • 電流を最小にする調整点を探す回路
まさまさ
まさまさ

つまり、電流が“流れない状態”をうまく使って、
逆に抵抗を求めたりするってことか!

サポちゃ
サポちゃ

その通りです!
電気工事士試験でも、ブリッジが平衡している=中央の電流ゼロという設定で
抵抗比を問う問題が出ます。

■ 【例題】ブリッジ平衡の条件を使ってみよう

次の回路で、ブリッジが平衡しているとき、未知の抵抗R₄を求めなさい。

抵抗
R₁100Ω
R₂50Ω
R₃200Ω
R₄

平衡条件:R₁ × R₄ = R₂ × R₃

これに数値を代入します。 100 × R₄ = 50 × 200

\(R₄ = \frac{50 × 200}{100}= 100Ω\)


まさまさ
まさまさ

おお!かけ算ひとつで出るんだ。思ったよりシンプル!

サポちゃ
サポちゃ

そうなんです。ブリッジ回路は、
複雑そうに見えて “比例の関係”で考えると超シンプルなんです。

■ まとめ:ブリッジ回路の見どころ

覚えるポイント内容
回路の構成直列+並列の複合
真ん中の抵抗橋(R₅)と呼ばれる
平衡の条件R₁×R₄=R₂×R₃
平衡時の特徴R₅には電流が流れない
実用例抵抗測定、センサー回路など
まさまさ
まさまさ

見た目はややこしいけど、分圧と分流の考え方の応用なんだね!

サポちゃ
サポちゃ

そうなんです!Lesson5は「分かれる仕組みの理解」がテーマなので、
このブリッジで一旦ひと区切り。
次の Lesson6では「電池とコンデンサ」 に進みますよ。

まさまさ
まさまさ

ついに電池とコンデンサか〜。ブリッジで頭を使ったから、
一回お茶飲んでからにしよう(笑)

サポちゃ
サポちゃ

それが正解です(笑) 次回もゆるく楽しくやりましょう!

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