回路と電流・電圧
電気の世界は回路から始まります。電流と電圧の意味、直列と並列の違いを正確に押さえましょう。
基本知識
電流は電気の流れの量で、単位はアンペア(A)、記号は I です。1秒あたりに流れる電気量で、水路の「水の流量」に例えられます。
電圧は電気を流そうとする力の大きさで、単位はボルト(V)、記号は V です。水路の「高低差」に例えられます。
回路には2種類あります:
① 直列回路: 一本道。電流はどこも同じ、電圧は分かれる。
② 並列回路: 枝分かれ。電流は分かれて合流し、電圧はどこも同じ。
電流計は直列に、電圧計は並列に接続するのがルールです。
📘 重要用語
電流 I（電気の流れる量。単位 A (アンペア)）
電圧 V（電気を流そうとする力。単位 V (ボルト)）
直列回路（部品が一本道で接続される。電流共通、電圧は分配）
並列回路（部品が枝分かれで接続。電圧共通、電流は分配）
電源（電気を供給する装置。乾電池・コンセント）
回路図（電気回路を記号で表した図）
電流 I（電気の流れる量。単位 A (アンペア)）
電圧 V（電気を流そうとする力。単位 V (ボルト)）
直列回路（部品が一本道で接続される。電流共通、電圧は分配）
並列回路（部品が枝分かれで接続。電圧共通、電流は分配）
電源（電気を供給する装置。乾電池・コンセント）
回路図（電気回路を記号で表した図）
深掘り (背景・意義)
電流の正体は電子の流れです。電子はマイナスの電気を持つ粒子で、電源のマイナス極から出てプラス極へ流れます。一方、約束として電流の向きはプラス→マイナスと定義されています(電子の動きと逆)。これは電子が発見される前に決まった習慣です。
家庭のコンセント(日本)は100V、乾電池は1.5V、車のバッテリーは12V、人体に流すと危険なのは概ね50V以上と覚えておきましょう。
クリスマスツリーの電飾は古くは直列で、1個切れると全部消える問題がありました。現代の電飾は並列にすることで、1個切れても他は点灯します。家庭の配線も基本は並列で、1つの家電が壊れても他が使える設計です。
💡 ポイント
- 電流 I [A]、電圧 V [V]
- 電流の向き = プラス → マイナス (約束)
- 電子の向き = マイナス → プラス (実態)
- 直列: 電流共通、電圧は和
- 並列: 電圧共通、電流は和
- 電流計は直列接続、電圧計は並列接続
- 家庭配線は基本「並列」
注意点 (混同しやすい)
① 電流の向きと電子の向きは逆。② 電流計は直列(回路を切って割り込ませる)、電圧計は並列(両端に橋渡し)。逆につなぐと壊れることも。③ 直列・並列の電流と電圧の振る舞いを整理して覚える。④ 電流計・電圧計の接続のミスは中学定期テストで頻出。
練習
- 電流の単位記号を答えなさい。
- 電流計はどのように接続するか(直列・並列)。
- 電流の向きと電子の動く向きの関係を答えなさい。