直流回路の要点

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直流回路は「解き方の型」が7つあるだけです。図が変わっても型は変わりません。 → 直流回路の過去問と解説

① まず道具箱——基本の3法則

法則使いどころ
オームの法則V=IRすべての出発点
合成抵抗直列=/並列=積÷和図を内側から1つずつまとめる
分流則各枝の電流は抵抗の逆比電流の枝分かれ
第32回の合成抵抗問題(答え4.0Ω)はこれだけで解けます。ブリッジ型が出たら平衡条件(対辺の抵抗の積が等しい)をまず確認——成立していれば中央の枝は無視できて一気に楽になります。

② 電源が並んだら「ミルマン」

並列に電源が並ぶ回路のab間電圧はミルマンの定理:V=Σ(E/R)÷Σ(1/R)

抵抗が全部同じなら、答えはただの「電源電圧の平均」になります。第30回は(1+2+3+6)÷4=3V。この省略形を知っているだけで数十秒で終わります。節点方程式(キルヒホッフの電流則)で解いても同じです(第31回・答え5V)。

③ 電池のV-I特性は「切片と傾き」

V-Iグラフから電池の中身を読む型:縦軸切片(I=0のときのV)=起電力E、直線の傾き=内部抵抗r

第30回:切片3.0V、1.0Aで2.4Vだから r=(3.0−2.4)÷1.0=0.6Ω。V=2.7VならI=(3.0−2.7)÷0.6=0.5A、負荷抵抗R=2.7÷0.5=5.4Ω

式で書けばV=E−rI。グラフが「右下がりの直線」なのはrで電圧が食われるからです。

④ 電熱の計算は「Q=mcΔT → t=Q÷P」

第31回:500Wで水100gを20→60°Cへ。

Q=0.1kg × 4200 × 40 = 16800J、t=16800 ÷ 500 ≒ 34秒

★ワナはひとつ:質量をg→kgに直す(100g=0.1kg)。忘れると桁ごとズレた選択肢がちゃんと待っています。

⑤ 測定器の内部抵抗は「理想に近いか」だけ見る

測定器理想現実の値の見方
電圧計内部抵抗(並列に入れる)10MΩなら十分大きい→ほぼ電流を吸わない
電流計内部抵抗0(直列に入れる)10Ω程度なら→直列に足すだけ
第32回(答え0.1mA)の主旨は「理想からのズレが小さければ、測定器を入れても電流はほぼ理論どおり」。大げさな計算を始める前に、内部抵抗が効くほど大きい/小さいかを見ます。

⑥ スイッチ問題は「前と後で2回計算」

「スイッチを閉じたら電流が2倍になった」型(第31回・答え1Ω)は、閉じる前の合成抵抗と閉じた後の合成抵抗をそれぞれ計算し、条件(2倍)で方程式を立てるだけ。1回の計算で済まそうとせず、素直に2回計算するのが最短です。

→ 過去問で確認する

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