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電流が苦手でも楽に解ける 「スイッチ回路」の考え方

2024/01/11
 
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スイッチを閉じた(電流が流れるようになった)ときに、要するにどのような回路になったかを、自分で書いてみることができれば、簡単に解くことができますね。

それでは、① S1だけを閉じる  です。

まず、S1を閉じると、乾電池の+曲から流れ出た電流が点Pで2つに分かれます

そして、最終的に乾電池の−極に戻るためには、点Qまでたどりつく必要がありますね。

この様子を単純な回路図に書き換えてみると、下のようになります。

点Pで二手に分かれた後は、Aの豆電球を通るか、またはB・Cの順に2つの豆電球を通るかです。

書き換えると右のようになりますね。Aのほうに(豆電球が少ないから)多く電流が流れ、B・Cより明るくなります(Dはつかない)

答えは A>B=C  です。

      1. では次に

② S1S3を閉じる  です。 このとき下の図のように、点Pで二手に分かれた電流が点Qにたどり着くためには、Aの豆電球を通るか、またはBの豆電球を通った後に点Rでさらに二手に分かれ、Cの豆電球またはDの豆電球を通ることがわかります。

これも簡単な回路図に書き直すと、右のようになりますね。

豆電球Aしか通らずに点P〜点Qにたどり着く部分にもっとも多くの電流が流れ、豆電球Bを通った後に電流は豆電球CまたはDに分かれて流れますから、豆電球C・Dは豆電球Bよりも暗くなります。

答えは A>B>C=D となります。

このように、複雑に見えるスイッチ回路を簡単な回路図に書き換えることを「簡略化」と呼びます

この「簡略化」が自分でできるようになったら、スイッチ回路の問題は怖くありません。

ぜひ練習してみましょう。

(たとえば上の図で「S2とS3を閉じたら」などを考えてみてください)

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