中学2年 理科 ・ 電流
直列回路と並列回路
つなぎ方を変えると、電流・電圧・明るさはどう変わる?
● 青い点:電流の向き(電源の+極 → −極)
点の動きは模式表現です。電子の動きや実際の速さではありません。
条件を変えてみよう
豆電球①は10 Ωで固定。同じ抵抗から比べよう。
「②を外す」で、もう一方も消えるか確認できます。
電流・電圧を比べる
| 場所 | 電流 | 電圧 | 電力 |
|---|
豆電球①の明るさ
豆電球②の明るさ
バーは電力の大きさ(共通目盛り:0〜7.2 W)。このモデルでは電力が大きいほど明るく表します。
違いのポイント
直列:電流の通り道は1本。各豆電球を流れる電流は同じで、電源の電圧を分け合います。
並列:電流の通り道が枝分かれ。各枝の電圧は電源と同じで、枝の電流を足すと全体の電流になります。
電流は豆電球で「使い切られる」ものではありません。豆電球では電気エネルギーが光や熱に変わります。
実験して考えよう
① 同じ抵抗・同じ電源で、つなぎ方を変えると?
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並列の方が各豆電球に大きい電圧がかかり、明るくなります。このモデルでは各豆電球の電力は直列の4倍です。
② 豆電球②を外すと、①は?
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直列では通り道が途切れて①も消えます。並列では①の通り道が残るので、①は同じ明るさで光り続けます。
学習用モデル:豆電球を一定の抵抗として扱い、電源・導線は理想的とします。実際の豆電球は温度により抵抗が変わり、見た目の明るさも電力に単純比例しません。「②を外す」は接続を切る操作です。計算には I=V÷R、P=VI を用いています。電源「切」ではスイッチを開きます。表の電源電圧は電源自体の電圧です。外した②の電圧・電力は「—」で示します。