オームの法則を直列および並列回路に適用する方法

最初にオームの法則とは何かを理解してから、本題であるその適用方法について見ていきましょう。オームの法則は、導体を流れる電流は電圧および抵抗と直接関係していることを発見したゲオルク・オームにちなんで名付けられました。これは、回路またはコンポーネント内の電流と抵抗を乗算することにより、電圧を計算できることを意味します。

例：V = I x R、R = V/I、I = V/R

条件：
V = 電圧
I = 電流
R = 抵抗

では、どうすればこの法則を回路に適用できるでしょうか？まず、回路は直列か並列かによって各値の合計を計算するルールが異なるため、その違いを見極める必要があります。直列回路の数式は、次のとおりです（下のCは静電容量）。

V_T = V₁ + V₂ +...

I_T = I₁ = I₂ = ...

R_T = R₁ + R₂ +...

1/C_T = 1/C₁ + 1/C₂ +...

さて、下の図は、一部の値のみが表示された直列回路です。上記の直列回路の数式とオームの法則を使用すれば、すべての値を計算できます。

次の表には、正しい値がすべて入力されています。最初に抵抗を合算すると計8.1kΩになります。電圧の合計が12Vであるため、電流の合計を計算すると、（12V）/（8100Ω） = 0.00148Aまたは1.48mAとなります。直列回路であるため、この電流は回路全体で等しくなります。すべての電流の値とすべての抵抗の値が得られたため、V= I x Rを使用してすべての電圧の値を計算できます。電力（P）を計算するにはP = I x Vを使用します。このように、とても簡単です。

次に、並列回路の数式を見てみましょう。

V_T = V₁ = V₂ =...

I_T = I₁ + I₂ +...

1/R_T = 1/R₁ + 1/R₂ +...

C_T = C₁ + C₂ +...

どこが違うでしょう？並列回路では、電圧の合計は並列回路の各列の電圧と等しくなります。電流は加算により合計を計算します。抵抗と静電容量の数式は入れ替わります。

下の図は、一部の値のみが表示された並列回路です。上記の並列回路の数式とオームの法則を使用すれば、すべての値を計算できます。

次の表には、正しい値がすべて入力されています。電圧は10Vであることが分かっているので、電圧の行全体にその値を入力しました。次に、抵抗の合計を計算すると、1/（330Ω）+ 1/（1200Ω）+ 1/（4700Ω）+ 1/（6800Ω）= 0.0042234/Ωとなります。それから、その合計の逆数を取り、236.96Ωを得ます。表の残りの値を入力するためには、オームの法則を使用します。I = V/Rにより、各列の電流を計算できます。次に、P = I x Vを再び使用して、電力の値を計算します。

直列回路または並列回路の数式をすべて使用したのではなく、一部の値についてはオームの法則を使用したことに留意してください。これらの数式とオームの法則を組み合わせて使用することにより、最初の答えが正しいかどうかを確認できます。電子機器の扱いに詳しくなりたいなら、回路の設計と密接に関係するこれらの数式を理解することは非常に重要です。でも、心配する必要はありません。DigiKeyでは、数式の計算に役立つオンラインカリキュレータが提供されています。「習うより慣れろ」ということわざどおりです。楽しく習得していきましょう。