項目をクリックして詳しい内容を確認してみましょう。
電流は電荷が導線に沿って流れる量で単位はアンペア(A)、電圧は電荷を押し出す力(電位差)で単位はボルト(V)、抵抗は電流が流れるのを妨げる度合いで単位はオーム(Ω)です。電圧を水の高低差、電流を流れる水の量、抵抗をパイプの狭さに例えると理解しやすくなります。
オームの法則は電圧(V)、電流(I)、抵抗(R)の間の関係を表す式で、V=IR(電圧=電流×抵抗)と表されます。この式を使えば、電圧と抵抗がわかっているときに電流を求めたり(I=V/R)、逆に必要な抵抗値を計算したりするなど、回路を設計・分析する上で基本となる計算ができます。
直列回路は電流が流れる道が一つしかないためすべての素子に同じ電流が流れますが、全体の抵抗は各抵抗の合計として大きくなり、素子が一つ切れると回路全体が止まります。並列回路は電流が複数の枝に分かれて流れ、各素子に同じ電圧がかかり、一つの素子が故障しても別の経路で電流が流れ続けられるため、家庭用コンセントはほとんどが並列に接続されています。
電気が流れるには、電源(乾電池など)の(+)極から出発し導線と電気部品を経て再び(-)極に戻る、途切れのない一つの輪、つまり閉回路(閉じた回路)が作られなければなりません。スイッチを切ったり導線が切れたりすると回路は開回路(開放回路)になり、電流が流れず電球も消えます。
ヒューズは回路に定格以上の過度な電流が流れると、内部の細い金属線が熱で自ら溶けて切れることで回路を遮断し火災を防ぐ安全装置であり、ブレーカー(遮断器)は過電流を感知すると内部のスイッチが自動的に切り替わり回路を切り、原因を解決した後は手で再びオンにすれば再使用できる点がヒューズと異なります。
電気機器が単位時間あたりに使用する電気エネルギーの量を電力といい、単位はワット(W)を使い、電力(P)は電圧(V)と電流(I)の積(P=VI)で計算します。例えば220Vのコンセントに1Aの電流が流れる電子レンジは220Wの電力を使用することになり、この値が大きいほど電気代に影響する消費電力も大きくなります。
スマートフォンの充電器から家の中のコンセントまで、私たちの周りのすべての電子機器は電気回路をもとに動作しています。電流・電圧・抵抗の基本的な関係と回路の構成方式を知れば、なぜ電球が点かないのか、なぜテーブルタップに機器をつなぎすぎると危険なのかを原理的に理解できます。
電気回路で消費される電力は、電気エネルギーが熱や光など別の形態に転換される過程です。エネルギーが形を変えながら保存される原理が気になる方は、エネルギー保存則を理解するを確認してみてください。
ほとんどが並列に接続されています。並列に接続すると、すべてのコンセントと照明に同じ電圧(220V)がかかり、一つの機器が故障しても他の機器は正常に動作し続けられるためです。
オームの法則(I=V/R)によれば、電圧が一定のとき、抵抗が大きくなるほど流れる電流の量は減ります。抵抗は電流の流れを妨げる度合いを表すためです。