電気回路図 知識

直列回路VS並列回路:徹底比較

電気回路図の基本知識を詳しくご紹介

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Part 1: 電気回路図の基礎

電気回路は、直列または並列のいずれかに配列することができます。直列回路では、電子が1つまたは複数の抵抗器に向かって流れます。この場合、抵抗器はセル(電池)の電力を利用する回路のコンポーネント(構成要素)になります。すべてのコンポーネントが、同じ線で接続されます。一方、並列回路はそれぞれの要素が異なる線で接続されます。
皆さんが直列回路と並列回路を扱うときに出てくる基本的な用語と図を詳しく解説していきます。

定義 直列回路 並列回路
電流 回路を流れる電気の量で、電流計を使って測定します。この図では、電流を「i」で表します。 直列回路図 並列回路図
電圧 電圧は、ワイヤーやコンダクタなどの中を電荷が移動する力であると考えられます。電圧計で測定し、単位はボルト(v)を使います。 直列回路図 並列回路図
抵抗の単位 抵抗は、電気回路の電流の流れに相反する力を測定したものです。抵抗は、オーム(Ω)で表します。 直列回路抵抗器 並列回路抵抗器
インダクタ 電流がインダクタを流れると、エネルギーが磁場に蓄積されます。流れる電流のあらゆる変化に対し、抵抗を生み出します。 直列回路インダクタ 並列回路インダクタ
コンデンサ コンデンサは、電界に電気エネルギーを蓄積する受動的な電気のコンポーネントです。 直列回路コンデンサ 並列回路コンデンサ
スイッチ スイッチは回路の電流の流れを止めたり、流したり、制御する際に使用します。 直列回路スイッチ 並列回路スイッチ
セル(電池)/バッテリー セルやバッテリーは、回路を電流が流れるようにする電圧を供給するエネルギー源です。プラス端子(+)とマイナス端子(-)があります。プラス端子は長い平行線で表し、マイナス端子は短い平行線で表します。 直列回路スイッチ 並列回路スイッ

ここまで、基本知識について解説しました。ここからは回路の種類について、それぞれ詳しく説明していきます。



Part 2: 直列回路と並列回路の比較

2.1 直列回路

直列回路では、1つの線でチェーンのように抵抗器が配列されています。それぞれの抵抗器を流れる電流は同じです。直列回路の各コンポーネントが互いに共存しているので、コンポーネントのうちの1つが取り除かれると、他のコンポーネントも作動しなくなります。
直列回路は、直列の接続方法で構成します。すべてのコンポーネントを1つの経路で接続します。電流は、この1つの経路内を流れます。この場合の例では、電流が流れる経路はただ1つで、セル(電池)からスイッチと2つの電球へ流れます。

パラメータの方向性

実際に使われている直列回路の例として、ランプ(照明)が挙げられます。回路では電源、スイッチ、電球と、電流が流れて電源に戻ってきます。実生活で使われている直列回路の例には、そのほかにクリスマスの照明、冷蔵庫、冷凍庫などがあります。

長所
•直列回路では、簡単にオーバーヒートを起こすことはありません。乾燥した物体や可燃物を直列回路に近づけても、引火する可能性は高くありません。
•直列回路の理解や作成は、非常に明解です。
•回路にセルを追加すると、電圧が上がります。
短所
•直列回路のコンポーネントは、連携して繋っている状態です。コンポーネントの1つが破損または故障すると、その他のコンポーネントも作動しなくなります。典型的な例は、クリスマスの照明です。
•直列回路にコンポーネントが多ければ多いほど、抵抗も大きくなります。

2.2 並列回路

並列回路では、電流が少なくとも2つの異なる線を流れるようになります。電流は、存在する複数の線に流れるように分かれます。それぞれの抵抗器の電圧は定量ですが、各線を流れる電流は変化します。
並列回路は、並列の接続方法で構成されます。並列の接続では、以下の図に示されるように、それぞれのコンポーネントが均等に並ぶようにリード線で接続されます。

並列回路

実生活で見られる並列回路の例には、住宅の照明やワイヤーの設定配置があります。すべての照明が、1つの電源により供給されます。例えば、電球の1つが切れてしまっても、電源は電圧をほかの電球に送り続けることができるので、ほかの家電は通常通り、稼働し続けます。

長所
•並列回路のそれぞれのコンポーネントが同量の電圧を受けます。
•あるコンポーネントが稼働を停止したり、故障したりしても、その他のコンポーネントの稼働には影響しません。
•コンポーネントを回路に接続したり、回路から外したりしても、その他のコンポーネントに影響しません。
短所
•並列回路のほうが、設定が難しくなります。複数のワイヤーを1つに繋ぐ必要があります。
•並列回路の抵抗を減らさない限り、電圧を上げることはできません。

1.3 その他の例

以下は、直列回路と並列回路それぞれの例です。

• 直列回路の例

並列回路

• 並列回路の例

並列回路



Part 3: まとめ

直列回路と並列回路を比較するとき、皆さんのニーズに最適な方法を選ぶのに忘れてはならない電気に関する考慮事項が、いずれにもあります。

• 直列回路のコンポーネントは、電流の流れる経路を単線で形成します。これは最も簡単な形ですが、コンポーネントが互いに依存していることを忘れないようにしましょう。
• 並列回路には、電流の流れる経路に最低でも2本の線が使われます。

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