直列および並列回路の長所と短所

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著者: Peter Berry
作成日: 11 Aug. 2021
更新日: 12 5月 2024
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【電験革命】【理論】2.直列回路と並列回路
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電気回路は、電源から電球やスピーカーなど、電源を使用するデバイスに電力を供給します。回路には、直列と並列の2つの基本的な種類があります。各タイプには、電圧と電流を管理するための利点と欠点があります。コンポーネントを直列に配線すると、コンポーネントは次々に接続されますが、並列配線では、コンポーネントがはしごの「ラング」のようなはしごのような接続を伴います。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

直列回路は、コンポーネント間で同じ電流を共有します。並列回路は同じ電圧を共有します。

直列と並列の電源

バッテリーや電源などの電源は、電流を駆動する回路に電圧差を生じさせます。オームの法則から、電圧が大きいほど、電流は大きくなります。バッテリーを直列に配線すると、合計電圧は個々の電圧の合計になります。たとえば、3つの直列5ボルト電池は合計15ボルトを生成します。対照的に、並列のバッテリーの電圧は、容量は増加しますが、増加しません。これは、1つの5ボルトバッテリーが2時間回路に電力を供給する場合、2つの並列の5ボルトバッテリーは4時間持続するが、合計5ボルトしか供給しないことを意味します。

直列抵抗と並列抵抗

抵抗器は、電力を使用して回路がデバイスに供給する電流を減らします。これは、電流に敏感な部品を保護し、回路内の電流を調整するために必要です。抵抗はオームと呼ばれる単位で測定されます。バッテリーの電圧と同じように、直列に配線された抵抗は全体的な抵抗を追加します。直列に配線された3つの2Ω抵抗により、合計6Ωの抵抗が得られます。抵抗の合計抵抗を並列で計算するには、次の式を使用します。

1÷Rtot =(1÷R1)+(1÷R2)+(1÷R3)...

たとえば、並列の3つの2Ω抵抗の場合、合計= 1 /(1/2 + 1/2 + 1/2)= 0.67オーム

直列と並列のスイッチ

スイッチを使用すると、回路をオンまたはオフにできます。スイッチを閉じると電流が流れますが、スイッチを開くと回路が切断されて流れが停止します。直列に配線された複数のスイッチの場合、電流を止めるのに開いているスイッチは1つだけ必要です。これは、複数の照明スイッチが部屋の中央の照明を制御する場合など、長い回路があり、さまざまな場所で回路のオンとオフを切り替えたい場合に役立ちます。ただし、スイッチが並列に配線されている場合、電流の流れを止めるためにすべてを開く必要があります。開いた並列回路と閉じた並列回路の異なる組み合わせにより、回路内の異なるコンポーネント(抵抗器、受電装置、電源など)に電流をリダイレクトできます。