| English | 意味 |
|---|---|
| components/kəmˈpəʊnənts/ | 部品 |
| series/ˈsɪəriːz/ | 直列接続 |
| parallel/ˈpærəlel/ | 並列接続 |
| potential divider/pəˈtenʃl dɪˈvaɪdə/ | 分圧回路 |
| fuse/fjuːz/ | ヒューズ |
| thermistor/ˈθɜːmɪstə/ | 熱敏抵抗 |
| LDR/ˌel diː ˈɑː/ | 光依存抵抗 |
回路を組む
- 実際の機器は、いくつかの部品から構成された回路で、主に2つの基本接続方法があります。
- 直列と並列のルールを理解すれば、あらゆる単純な回路を予測できます。
- 最後に、便利なトリックである分圧回路について紹介します。
知っておくべき部品
- セル / バッテリー — 電流を駆動します；スイッチ — 回路を開くか閉じます。
- 抵抗器（固定）および可変抵抗器（電流を制御するために使用）。
- ヒューズ — 電流が大きすぎると溶けます；ダイオード / LED — 電流は片側のみ（LEDはまた点灯します）。
- サーミスタ — 温度が上がると抵抗が低下します；LDR — 光が強くなると抵抗が低下します。
標準的な回路記号
オームの法則を使って電流を構築する
電圧を上げると電子の速度が増し、電球が明るくなります；抵抗を加えると電流は減少します。I = V/R、明るさ ＝ 出力。
サーミスターが熱くなると、その抵抗はどう変化しますか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
サーミスターの抵抗は温度の上昇とともに低下します — 温度検出回路に有用です。
各回路則と適用箇所を結び付けなさい。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
各項目は用語を正しい意味と結びつける。
直列回路
- 部品は1つのループを形成しています。
- 各地点での電流は同じです。
- 電源の電位差は部品間で共有されます。
- 直列接続の抵抗器は加算されます：$R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + \dots$
直列回路と並列回路
$3.0\ \Omega$ と $5.0\ \Omega$ の抵抗体が直列に接続されています。合計抵抗はいくら（Ω）ですか？
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
直列では抵抗は加算されます：$R = 3.0 + 5.0 = 8.0\ \Omega$ 。
直列回路では、電流は:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
経路が一つしかないため、直列回路内のすべての部品を同じ電流が流れます。
並列回路
- 部品は別々の枝にあります。
- 各枝には電源の電位差がすべて掛かり、電流は枝間に分流します。
- 合計抵抗は、最も小さい単体抵抗よりも小さいです：$\dfrac{1}{R_{\text{total}}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$
- 家庭の照明は並列接続されています。各灯具に全電圧が掛かり、1つ壊れても他の灯具は点灯したままです。
$6.0\ \Omega$ と $3.0\ \Omega$ の抵抗体が並列に接続されています。合計抵抗はいくら（Ω）ですか？
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
$\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{6.0} + \dfrac{1}{3.0} = \dfrac{1}{6} + \dfrac{2}{6} = \dfrac{3}{6}$ 、したがって $R = 2.0\ \Omega$ — 最小の抵抗体よりも小さい値。
家庭のランプが並列に配線されているのはなぜですか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
並列接続では、各ランプに電源の全電圧がかかり、ある分岐が途切れても他の分岐は動作を続けます。
分圧回路
- 直列接続の2つの抵抗器が電源電圧を共有し、これが分圧回路です。
- 大きい抵抗器ほど電圧の大きな割合を占めます：
- サーミスタまたはLDRを抵抗器の一つとして使用し、温度や光に応じて出力電圧を変化させます。ヒーターやランプを自動的にオンにするのに最適です。
2つの等しい抵抗が $12\ \text{V}$ の電源に直列接続されています。そのうち1つにかかる電圧（V）はいくらですか？
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
等しい抵抗は電圧を均等に分配します：それぞれ $\dfrac{12}{2} = 6\ \text{V}$ を受けます。
理解できましたか
- 直列: 単一ループ、どこでも同じ電流、電位差の分配、$R_{\text{total}} = R_1 + R_2$
- 並列: 枝分かれ、各枝に完全な電位差、電流の分配、$\dfrac{1}{R_{\text{total}}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$
- サーミスタ: 熱くなると抵抗値Rが低下・LDR: 明るい光で抵抗値Rが低下
- ポテンシャルディバイダー: 2つの直列抵抗器が比率に応じて電圧を共有する