第9回のゴール

複雑に見える回路でも、抵抗を1個ずつ「かたまり」にしてつぶしていけば、最後は抵抗1個の回路と同じように考えられます。

なぜ抵抗をまとめるの？

抵抗がR1・R2・R3……と何個もある状態では、V＝I×RのRにどの数字を入れるのかが分かりません。

だから、直列なら足す、並列なら並列公式で1個にする、を繰り返します。

この「回路全体を1個の抵抗として見られる状態にすること」が、合成抵抗を出す目的です。

補足すると、回路全体だけでなく、ある部分のV・I・Rが分かっていれば、その部分だけでもV＝I×Rは使えます。ただし最初は、まず全体の合成抵抗を作るという流れで考えると迷いにくいです。

STEP1 V・A・W・Ωを回路図に書く

STEP2 一本道なら直列

直列は、電気の道が枝分かれしていない状態です。

直列では、流れる電流が同じになります。

STEP3 枝分かれしたら並列

並列は、同じ2点から道が分かれ、あとで同じ2点へ戻るつながりです。

並列では、各枝にかかる電圧が同じになります。

🐙 ここで一回整理！直列・並列でV・I・Rはどう変わる？

STEP2・STEP3で、一本道なら直列、枝分かれなら並列、という見分け方が分かりました。

ここで一度、直列と並列では、電圧・電流・抵抗がそれぞれどうなるのかをまとめておきましょう。

回路問題では、V（電圧）、I・A（電流）、R・Ω（抵抗）が全部出てきます。全部を一気に覚えようとすると混乱しやすいので、まずこの1枚を全体の地図として見てください。

🐙 回路問題の鍵は「抵抗」！まずこの2つだけ覚えよう

ここから複雑な回路を解くために、いったん抵抗だけに注目してみます。

複雑な回路になっても、抵抗のまとめ方が新しく増えるわけではありません。使うルールは基本的に2つです。

直列なら足し算。

並列なら 1/R＝1/R1＋1/R2。

直列は足すだけなので比較的かんたんです。問題は、並列の1/Rです。

次に、並列公式の意味を確認してから、数字を入れた計算へ進みます。

ここで抵抗計算を先に覚える

STEP4以降の混合回路へ進む前に、直列と並列で抵抗をどうまとめるかを先に確認します。

直列の抵抗

直列は足し算です。

並列の抵抗

並列だと分かったら、抵抗は足し算ではありません。

直列では、R＝R1＋R2と足せました。しかし並列では、抵抗をまとめるための専用の公式を使います。

ここで初めて、1/R＝1/R1＋1/R2 が登場します。

突然この式を覚えるのではなく、まず記号の意味を確認しましょう。

例えば、枝1にR1＝6Ω、枝2にR2＝3Ωが並列になっている場合は、R1＝6Ω、R2＝3Ωを公式へ入れます。

この2本をまとめた結果が、R＝？Ωです。

R1とR2を消すのではありません。R1とR2の働きを、同じ働きをする抵抗Rひとつに置き換えるイメージです。

ここから数字を入れて計算します。

今求まったのは、Rではなく1/Rです。

1/R＝1/2なので、最後に必ずR＝○Ωへ戻します。

計算前は、R1＝6ΩとR2＝3Ωの2本の並列でした。計算後は、R＝2Ωという1個の抵抗として扱えます。

ここまでできれば、複雑な回路の並列部分を1個の抵抗に置き換えられます。

例えば、R1＝2Ω＋【6Ωと3Ωの並列】なら、まず並列部分を計算して2Ωにします。すると、2Ω＋2Ωという直列回路まで簡単になります。

つまり、直列は足す、並列は公式で1個にするを繰り返して、複雑な回路をシンプルにしていきます。

STEP4 直列と並列が混ざった回路

この回路では、R2とR3が並列のかたまりです。

その並列のかたまりとR1が直列になっています。

ここで大事なのは、抵抗1個ずつを見るのではなく、かたまりで見ることです。

STEP5 並列の枝の中にも直列がある場合

ここはかなり重要です。

例えば、上の枝にR2→R3、下の枝にR4がある場合。

「並列を見つけたら終わり」ではありません。並列の枝の中にも直列がある場合は、枝の中の直列を先にまとめます。

🐙 ここまで抵抗をまとめてきた理由がこれ！

ここまで、直列を足したり、並列を1個にまとめたり、ずっと「抵抗」を計算してきました。

では、なんでわざわざ全部まとめるのでしょうか。

それは、回路全体についてV＝I×Rを使える形にするためです。

R1、R2、R3と3個の抵抗があるからといって、好きなRを1個選んでV＝I×Rへ入れるわけではありません。

直列と並列を正しく計算して、R1・R2・R3を回路全体の合成抵抗Rまでまとめてから、全体のV・I・Rで計算します。

かたまりで考える練習

回路全体を解いたら、今度は各部分へ戻る

合成抵抗から全体の電流が分かったら、次に各部分の電圧・電流を求めます。

流れは、まず全体を1個のΩまでまとめる。そのあと、今度は逆向きに各部分のV・Iを埋めていく、です。

練習問題1 まず一本道

練習問題2 直列

練習問題3 並列

練習問題4 直列＋並列

🎯 最終実戦問題

最終実戦問題で迷いやすいところ

🐙 回路問題は「抵抗」が鍵！

🐣 電気問題は、いきなり全部解かなくていい

アジャスター試験の電気問題は、複雑な回路図が出ると急に難しく見えます。

でも、最初から問282〜292の回路を全部理解しようとする必要はありません。

まずは、次の順番で見ていきます。

🐣 V・A・Ω・Wって何？

まずは、電気でよく出る4つの記号を確認します。

🌱 まず覚える公式は2つ

最初に使う公式は、まず2つだけで十分です。

Vは電圧、Iは電流、Rは抵抗です。

Pは電力、Vは電圧、Iは電流です。

🔥 どの公式を使えばいい？

ここがこの記事の重要ポイントです。

まず数字を見て焦るのではなく、問題に出てきた単位を見ます。

🐣 直列と並列

次に、回路の超基礎です。

直列は、電気の通り道が一本道の回路です。

並列は、電気の通り道が途中で枝分かれしている回路です。

🌱 抵抗の考え方

直列では、抵抗は足し算します。

並列では、全体の抵抗は小さくなります。

理由は、電気の通り道が増えるからです。通れる道が増えるほど、全体として流れやすくなります。

🔥 回路図には数字と単位を書き込む

電気の問題でつまずきやすい原因は、頭の中だけで処理しようとすることです。

問題文を読んだら、分かった数字と単位を回路図の近くに書き込みます。

🐣 電流計と電圧計の読み方

回路図に丸で囲まれたAが出てきたら、電流計です。

電流計は、その場所を流れる電流を測ります。単位はAです。

回路図に丸で囲まれたVが出てきたら、電圧計です。

電圧計は、2点間の電圧を測ります。単位はVです。

🔥 複雑な回路は、小さいかたまりから

複雑な回路を、全体で一発計算しようとすると混乱します。

まずは小さいかたまりに分けて見ます。

🌱 超簡単な計算

いきなり複雑な回路に進まず、1つの公式だけで解ける問題から始めます。

🔥 回路問題を見たときの順番

試験問題を見たら、次の順番で考えます。

🎯 問282〜292へつなげる

ここまで理解できれば、次はいよいよアジャスター試験で出てくる問282〜292タイプの回路問題へ進めます。

ただし、この基礎記事では問282〜292を一気に全部解説しません。

まずは、次の4つを見抜くための土台を作ります。

🎯 実践問題：問282タイプの入口

最後に、問282タイプへ進む前の練習問題を1つやってみます。

これは過去問そのものではなく、この記事の内容だけで解けるオリジナル類題です。

これだけ覚えよう

最後に

電気問題は、回路図を見た瞬間に全部を理解しようとするとしんどくなります。

まずは、単位を見る。公式を選ぶ。直列か並列かを見る。分かるところから1個ずつ計算する。

この順番で進めれば、問282〜292タイプにも入りやすくなります。

次回は、この基礎を使って、直列・並列が混ざった回路をどこから解くかを練習します。