オームの法則と抵抗回路

基本の仕組み

12Vの電源に3Ωと3Ωを直列接続した例では、合成抵抗は6Ω、電流は12÷6＝2Aです。並列なら合成抵抗は1.5Ωとなり、電源から流れる電流は8Aになります。

直列は分かれ道がないので、各抵抗を流れる電流は同じです。並列は両端の電圧が同じで、枝の電流を足すと全体の電流になります。「何が同じか」を先に図へ書き込みましょう。

回路計算と電荷の力

直列は電流が共通で抵抗を加算し、並列は電圧が共通で各枝電流を加算します。直並列に分けられない回路は、キルヒホッフの法則（節点で流入電流＝流出電流、閉回路で起電力の和＝電圧降下の和）で解きます。電流の仮の向きを決め、答えが負なら実際は逆向きです。

2026年上期出題例（問1）は、距離r離れた＋Qと−Qの間の力を問います。クーロン力はF＝k|Q1Q2|/r²なので、この場合はQ²/r²に比例します。距離を2倍にすると1/4、片方の電荷だけ2倍なら2倍、両方2倍なら4倍です。同符号は反発、異符号は引力です。

例えば3Ωと6Ωの並列は2Ω、これに4Ωを直列にすれば6Ωです。12Vなら全電流2A、並列部の電圧4V、3Ω側の電流4/3A、6Ω側2/3Aで、枝電流の和も2Aになります。

確認

並列抵抗をそのまま足すのは誤りです。電流の通り道が増えるため、並列の合成抵抗は最も小さい枝の抵抗より小さくなります。計算結果の大小も確かめましょう。