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直流回路の計算（基本）
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ここでは、簡単な直流回路の計算方法について解説します。
ここでの計算には、
- オームの法則
- 合成抵抗の求め方
の知識が必要になります。
オームの法則と合成抵抗の求め方は理解できていますか？
まだよく分かっていない方は、オームの法則についてはこちらのオームの法則のページ、合成抵抗の求め方についてはこちらの合成抵抗のページにまとめていますので、参考にしてみてください。
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電源に抵抗が1つ接続された直流回路の計算
次のように、電圧 $V$［$\mathrm{V}$］の直流電源に抵抗が1つ接続されている回路を考えます。
抵抗 $R$［$\Omega$］に電圧 $V$［$\mathrm{V}$］がかかっているので、この回路には電流 $I$［$\mathrm{A}$］が流れます。
このとき、電流 $\boldsymbol{I}$［$\boldsymbol{\mathrm{A}}$］の大きさはいくらでしょうか？
この問題はオームの法則のページでもやりました。この電流 $I$［$\mathrm{A}$］は、オームの法則を使えば簡単に求められるのでした。
ということで、オームの法則をそのまま使って、
$\therefore I=\dfrac{V}{R}$ ［$\mathrm{A}$］
となります。
電源に抵抗が2つ直列接続された直流回路の計算
次は、電圧 $V$［$\mathrm{V}$］の直流電源に抵抗が2つ直列接続されている回路です。
ここで、直列接続されている2つの抵抗の大きさは、それぞれ $R_1$［$\Omega$］、$R_2$［$\Omega$］とします。
このとき、この回路に流れる電流 $\boldsymbol{I}$［$\boldsymbol{\mathrm{A}}$］の大きさはいくらでしょうか？
先ほどは抵抗が1つだけだったので、オームの法則でそのまま電流を求めることができました。この回路も抵抗が1つだったらオームの法則で求められるのに…、と思いますよね？（…たぶん）
抵抗2つを1つにする方法ありませんか？
ありますよね、抵抗を合成すれば1つになります。
直列接続された抵抗の合成抵抗はただ足すだけでしたので、この回路の合成抵抗は、
$\therefore R_1+R_2$ ［$\Omega$］ となります。
2つの抵抗を合成した後の回路図を書いてみると、次のようになります。
これなら簡単に電流の計算ができます！
オームの法則を使うと、求める電流 $I$［$\mathrm{A}$］は、
$\therefore I=\dfrac{V}{R_1+R_2}$ ［$\mathrm{A}$］
となります。
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電源に抵抗が2つ並列接続された直流回路の計算
次は、電圧 $V$［$\mathrm{V}$］の直流電源に抵抗が2つ並列接続されている回路です。
ここで、並列接続されている2つの抵抗の大きさは、それぞれ $R_1$［$\Omega$］、$R_2$［$\Omega$］とします。
このとき、この回路に流れる電流 $\boldsymbol{I}$［$\boldsymbol{\mathrm{A}}$］の大きさはいくらでしょうか？
先ほどの「抵抗が2つ直列接続された回路」と同じように考えれば、この回路に流れる電流の大きさを求めることができます。
この回路は抵抗が並列接続されているので、並列抵抗の合成をします。並列接続された2つの抵抗の合成抵抗は、和分の積で求められましたので、この回路の合成抵抗は、
$\therefore\dfrac{R_1\times R_2}{R_1+ R_2}$ ［$\Omega$］ となります。
2つの抵抗を合成した後の回路図を書いてみると、次のようになります。
抵抗が1つになったので、これも簡単に電流の計算ができます！
オームの法則を使うと、求める電流 $I$［$\mathrm{A}$］は、
$\therefore I=\dfrac{V}{\dfrac{R_1\times R_2}{R_1+R_2}}$ ［$\mathrm{A}$］
となります。
以上、簡単な直流回路の計算をしてみましたが、これらは電気回路の計算方法の基本になるので、必ずおぼえるようにしましょう。
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