電流の流れ方を教えてください（中学理科）

中学理科の、電流の流れ方の問題が理解できなくて困っています。

画像の回路図は、スイッチを入れたときと入れないときの電流の流れを表しています。
スイッチを切ったときは、赤い矢印のように流れるそうです。
スイッチを入れると、青い矢印のように流れるそうです。
切ったときは、線の流れが切れるから、青の流れには行かず、赤のように流れるのはわかります。
しかし、どうしてスイッチを入れると、緑の抵抗のあるところには電流が流れず、青の矢印の方だけに電流が流れるのですか？

これは市販の問題集をやっているのですが、解答・解説を見ても、説明が載っておらず、理解できません。
教科書や、参考書にも、このような場合の説明はありませんでした。
私は社会人ですが、理科は中学レベルの知識しかないので、それでもわかるように解説をお願いいたします。

No.1 回答者： Saturn5 回答日時： 2013/01/16 12:18

スイッチを入れたときに青のルート（スイッチ側）だけに電流が流れる、と書いてある

のならば解答の間違いです。抵抗の方にも電流は流れます。

スイッチは抵抗がほぼ０ですが、わかりやすいように、スイッチＳと抵抗Ｒの
抵抗比、Ｓ：Ｒ＝１：１０００　と考えます。
並列ですからかかる電圧は等しいので、流れる電流は抵抗比に反比例しますから、
電流比が Ｓ：Ｒ＝１０００：１ になります。
ということで、抵抗に流れる電流はスイッチに比べてごくわずかですので、
無視しているのではないでしょうか。

No.2 回答者： chie65535 回答日時： 2013/01/16 12:28

＞しかし、どうしてスイッチを入れると、緑の抵抗のあるところには電流が流れず、青の矢印の方だけに電流が流れるのですか？

流れ易い方に全部流れちゃうから。

「電池」を「ポンプ」に、「電気」を「水」に、「電線」を「水道管」に、「スイッチ」を「開閉バルブ」に、「抵抗」を「水を通し難いフィルター」に変えて考えて見ましょう。

上のバルブを閉めると、青の水道管には流れず、すべての水が緑色のフィルターに流れ、水はフィルターを通して染み出して、少しづつですが、反対側に流れていきます。これが「赤の流れ」です。

上のバルブを開けると、流れ難いフィルターは通らないで、全部の水が開けたバルブの方、青い流れの方に流れます。バルブの方に行った水は、グルッと回って、フィルターの反対側にも届きます。すると、フィルターの左右両側に、同じだけの水圧がかかります。

フィルターの左右両側に同じだけの水圧がかかると、水はフィルターを通りません。なぜなら、左右両方から同じ力で押され、力が吊り合ってしまうからです。

そして、行き場を失った水は、左にある白いフィルターを通って、下にあるポンプに戻ります。

これと同じ事が、電気でも起こります。

No.3 回答者： diyhobbu 回答日時： 2013/01/16 12:29

どうしてスイッチを入れると、緑の抵抗のあるところには電流が流れず、青の矢印の方だけに電流が流れるのですか？

・・・・・貴君は「抵抗」は理解していますか？
抵抗は言葉のように電気を流しにくくする電気部品ですよね。青の矢印の方は線だけで抵抗がありませんよね。
スイッチを入れると、「電流は流れやすい方に流れる」性質ですから、抵抗がある方には流れないのです。

例えて言うと、水をせき止めてダムをこしらえ、二つの川を作ります。一方の川の途中には土手をこしらえます。もう一方の川には何もしません。この状態で、ダムの水を流すと、どうなるでしょう？
そうですね、途中に土手（抵抗）がある川では、水が流れませんね。
分かりましたか？

No.4 回答者： cozycube1 回答日時： 2013/01/16 12:31

　その図で、長短の縦棒が電池（などの直流電源）、「A」が電流計、長方形が抵抗ではないかと思います。

そうだとしまして。

　とりあえず、白い長方形の抵抗は忘れてください。それの意味は後で説明します。

　スイッチが切ってある時、赤い矢印の流れ、特に緑の長方形の抵抗に電流が流れます。

　スイッチを入れたとき、どうして緑の抵抗に電流が流れなくなるかですね。スイッチを入れると、青い矢印の方向にも電流が流れることは分かると思います。

　そして、スイッチのある方の青い流れには抵抗はありません。つまり、抵抗は0です。この部分は、緑の抵抗をバイパスする形になっています。並列ということですね。

　もし、スイッチの部分にも抵抗があるとします。それが1だとしましょう。緑の抵抗を2だとしましょう。すると、「スイッチに流れる電流：緑の抵抗に流れる電流＝2：1」になります。抵抗がもう一方の半分だと、2倍の電流になります。

　スイッチの抵抗をどんどん小さくすると、緑の抵抗の2倍の電流が4倍、さらに8倍、16倍と際限なく増えて行きます。ついには無限大倍になります。つまり、緑の抵抗に対して無限大倍ですから、緑の抵抗に流れる電流は0になります。

　もし白い長方形の抵抗がないと、電流計には抵抗がないとし、導線にもスイッチにも抵抗がないとすると、スイッチを入れた途端に回路には無限大の電流が流れることになります。

　定性的な考察なら、それでもいいかもしれませんが、その回路でさらにスイッチを入れたときと切ったときの電流を計算するときには、あまり好ましくありません。

　物理学は無限大というものを答えにすることは避けます。無限大から何かを求めようとしても、計算できず、考察もできないからです。

　そのため、白い長方形の抵抗を回路に入れてあるのだと思います。

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2013/01/16 12:36

青の矢印のようで合ってます。

直感に反すると感じてしまう人が多いようですが、
抵抗の両端をショートしてしまうと抵抗に電圧が
かからなくなり、電流がながれなくなります。

きちんと方程式を作って各素子の電流値を算出すれば
よりいっそうの理解が得られると思います。

No.6 回答者： shintaro-2 回答日時： 2013/01/16 16:24

スイッチを入れた場合にそのスイッチの両端の電圧（電位差）は０というのがお約束（現実はともかく）で、それと同じところに接続されている抵抗の両端の電圧（電位差）Vrも０ということになります。

抵抗に流れる電流をIrとすると

V=R・I (オームの法則)から
　Vｒ=R・Ir=0

　つまり、R≠0なので Ir＝０ということです。