直列回路のアンペア数を計算する方法

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著者: Laura McKinney
作成日: 2 4月 2021
更新日: 18 11月 2024
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【中2 理科】  中2-40  直列回路と並列回路① ・ 基本編
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直列回路は、振幅または電流で測定された電流が回路内の1つの経路をたどり、全体にわたって一定になるように抵抗を接続します。電流は各抵抗を介して電子の反対方向に流れ、電子の流れを妨げます。これは、バッテリーの正の端から負の方向に単一の方向に次々に流れます。並列回路の場合のように、電流が流れることができる外部分岐または経路はありません。

直列回路の例

直列回路は日常生活で一般的です。例には、クリスマスやホリデーライトの種類が含まれます。別の一般的な例は、ライトスイッチです。さらに、コンピューター、テレビ、その他の家庭用電子機器はすべて、直列回路の概念を通じて機能します。

ヒント

直列回路のアンペア数(またはアンペア)

回路内の各抵抗器の抵抗を次のように合計することにより、直列回路の振幅を変数Aで指定されたアンペアまたはアンペアで計算できます。 R 電圧降下を合計すると V、その後、方程式でIを解きます V = I / R その中で V バッテリーの電圧はボルト単位です。 現在の R 抵抗の合計抵抗値(オーム(Ω))。電圧降下は、直列回路のバッテリーの電圧と等しくなければなりません。

方程式 V = I / R、オームの法則として知られる、回路内の各抵抗器にも当てはまります。直列回路を流れる電流は一定です。つまり、各抵抗器で同じです。オームの法則を使用して、各抵抗での電圧降下を計算できます。直列では、バッテリーの電圧が上昇します。つまり、バッテリーが並列である場合よりも持続時間が短くなります。

直列回路図と式

•••Syed Hussain Ather

上記の回路では、各抵抗器(ジグザグ線で表示)は電圧源であるバッテリー(切断線を囲む+と-で表示)に直列に接続されています。電流は一方向に流れ、回路の各部分で一定のままです。

各抵抗を合計すると、合計抵抗は18Ω(オーム、オームは抵抗の測定値)になります。これは、次を使用して電流を計算できることを意味します V = I / R その中で R 18Ω V 162 A(アンペア)の電流Iを得るための9 Vです。

コンデンサとインダクタ

直列回路では、容量のあるコンデンサを接続できます C 時間が経つにつれて充電します。この状況では、回路を流れる電流は次のように測定されます。 I =(V / R)x exp その中で V ボルト単位です R オームであり、 C ファラドにあり、 t 秒単位の時間 アンペア単位です。ここに exp オイラー定数を指します e.

直列回路の総容量は、 1 / C合計 = 1 / C1 + 1 / C2 +…_それぞれの個々のコンデンサの逆数が右側で合計されます(_1 / C1, 1 / C__2など)。つまり、総容量の逆数は、各コンデンサの個々の逆数の合計です。時間の経過とともに、コンデンサの電荷が蓄積され、電流が遅くなり、ゼロに近づきますが、完全にはゼロになりません。

同様に、インダクタを使用して電流を測定できます I =(V / R)x(1-exp)、 ここで、総インダクタンスLは、ヘンリーで測定された個々のインダクタのインダクタンス値の合計です。電流が流れると直列回路が電荷を蓄積すると、通常は磁気コアを囲むワイヤのコイルであるインダクタが、電流の流れに応じて磁場を生成します。フィルターやオシレーターで使用できますが、

直列回路と並列回路

電流が回路の異なる部分に分岐する並列回路を扱う場合、計算は「反転」します。合計抵抗を個々の抵抗の合計として決定する代わりに、合計抵抗は 1 / Rtotal_ _ = 1 / R1 + 1 / R__2 + … (直列回路の総容量を計算する同じ方法)。

電流ではなく、電圧は回路全体で一定です。並列回路の合計電流は、各ブランチの電流の合計に等しくなります。オームの法則を使用して、電流と電圧の両方を計算できます(V = I / R).

•••Syed Hussain Ather

上記の並列回路では、合計抵抗は次の4つのステップで与えられます。

上記の計算では、左側に用語が1つしかない場合にのみ、ステップ4からステップ5に到達できることに注意してください(1 / R合計 )そして、右側に1つの項のみ(29/20Ω)。

同様に、並列回路の総静電容量は、個々のコンデンサの合計であり、総インダクタンスも逆の関係(1 / Ltotal_ _ = 1 / L1 + 1 / L__2 + … ).

直流電流と交流電流

回路では、電流は、直流(DC)の場合のように絶えず流れるか、交流回路(AC)で波状のパターンで変動します。 AC回路では、電流は回路内で正方向と負方向の間で変化します。

イギリスの物理学者マイケル・ファラデーは、1832年にダイナモ発電機でDC電流の電力を実証しましたが、長距離にわたって電力を伝送できず、DC電圧には複雑な回路が必要でした。

セルビア系アメリカ人の物理学者ニコラ・テスラが1887年にAC電流を使用して誘導モーターを作成したとき、彼はそれが長距離を簡単に伝送し、電圧を変更するために使用される変圧器を使用して高値と低値の間で変換できることを実証しました。すぐに、アメリカ全土の20世紀の世帯の変わり目頃に、ACを支持してDC電流を停止し始めました。

今日では、電子機器は適切な場合にACとDCの両方を使用します。 DC電流は、ラップトップや携帯電話など、オンとオフを切り替えるだけで済む小型デバイスの半導体で使用されます。 AC電圧は、整流器またはダイオードを使用して電球やバッテリーなどのこれらのアプライアンスに電力を供給するためにDCに変換される前に、長いワイヤを介して伝送されます。