電気回路に短絡している部分が含まれる時の合成抵抗の計算

電気回路に短絡している部分が含まれる時の合成抵抗の計算

 

当サイトのメインテーマであるリチウムイオン電池をはじめとして、電気的なデバイスの解析には等価回路を用いることが多くあります。

 

等価回路とは、言葉の通りその装置を電気的に等価な回路に置き換えたもののことを指します。そのため、電気回路の知識も身につけておくといいです。

 

電気回路において「短絡している部分」を含み、このときの合成抵抗について考える場面があります。短絡している部分はどのように扱うといいかしっていますか。

 

ここでは電気回路における「短絡と合成抵抗」に関する以下の内容について解説していきます。

 

・合成抵抗と短絡(ショート)

 

というテーマで解説していきます。

 

 

合成抵抗と短絡(ショート)

 

早速ですが、実際に短絡(ショート)部分を含む電気回路を元に「合成抵抗がどのようになるか」を考えていきましょう。

 

 

 

上図からわかるように抵抗を含んでいない部分(短絡部)がいくつか含まれています。

 

このような電気回路では、どのように電流が流れ、どのように合成抵抗を計算していけばいいのでしょうか。以下で手順を踏まえて確認していきます。

 

 

実は、電流は抵抗が目の前に合った場合、「より小さい方の抵抗を通過する」という性質があります。よって、目の前に抵抗と短絡部(抵抗値0Ω)があったときは、短絡部を通過していくのです。

 

私達もそうですが、目の前に平坦な道と壁があって、どちらを通過してもいいといわれたら、基本的に平坦な道を通るでしょう。このメカニズムと同じです。

 

よって、電流が通過する抵抗部分は電源の隣の1Ωの抵抗と下の5Ωの抵抗部分のみです。

 

つまり、これらの抵抗が直列に合成されていると考えればいいだけです。

 

直列時の合成抵抗は単純和で求められるため、R合=1 +5 = 6Ωとなるのです。

 

短絡している部分を持つ合成抵抗の求め方は、電流の経路を丁寧に考え、後は通常の合成抵抗の問題をとくときと同じ解法をすればいいのです。

 

(※なお当サイトのメインテーマである電池における短絡の意味はこちらで解説しています)

 

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電流と電荷の関係
合成抵抗の計算方法
電池における短絡の意味
等価回路とは

 

 

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