中学校2年生 理科 電流の性質2 (問題) スイッチX入れた状態で、スイッチYを切ると、豆電球Qは消

中学校2年生　理科　電流の性質2



(問題)
スイッチX入れた状態で、スイッチYを切ると、豆電球Qは消えたが、豆電球Pは消えなかった。このときの豆電球Pの明るさはスイッチYを切る前と比べてどうだったか？

という問題で豆電球Qの方には電流は流れないので枝分かれしてた分の電流はPの方に全て流れないのですか?直列回路では全ての地点の電流は同じなのに？
一応答えではスイッチYを切らなかったときと電流の大きさは変わらないらしいのですが…。

No.4 ベストアンサー 回答者： air_supply 回答日時： 2021/12/09 11:29

十分太い線材で配線されているとして、配線における電圧降下はないとみなして話をします。

スイッチ X が入っている状態で、電源装置の電圧は豆電球 P とスイッチ Y が入っている豆電球 Q には、等しく加えられています。

この時、A 点の電流は Ia=(Ev÷Rp)+(Ev÷Rq) です。これは、B 点の電流 Ib=Ev÷Rp が含まれます。

Ia：A 点の電流
Ib：B 点の電流
Ev：電源装置の電圧
Rp：豆電球 P の抵抗値(点灯時)
Rq：豆電球 Q の抵抗値(点灯時)

スイッチ Y を切ると (Ev÷Rq) の電流が流れませんので Ia=Ev÷Rp=Ib となり、豆電球 P の明るさは変わりません。電源装置の電圧 Ev は同じようにかかったままですから当然ですね。

回路には、電圧と抵抗から流れる電流値が決まります。並列回路の場合は、回路を切断すると電流が流れなくなりますので、その分が減ることになります。

"直列回路では全ての地点の電流は同じなのに？ 一応答えではスイッチYを切らなかったときと電流の大きさは変わらないらしいのですが…。"
→　直列回路では、Ia=Ev÷(Rp+Rq) となっていますから、豆電球 P と豆電球 Q には同じ電流値が流れます。

もし、豆電球の抵抗値が異なっている場合は、明るさが違うでしょう。これは、電流値は一緒でも各豆電球に生じる電圧は異なるからです。全く同じ抵抗値を持つ豆電流なら、明るさは一緒でしょう。

並列回路では、分岐している時点で電流が判れてしまいますので、一方を切断するとその分の電流が減ります。

もし、豆電流の抵抗値が異なる場合は、電源電圧 Ev が同じでも流れる電流値が異なりますので、明るさは違います。これが同じ抵抗値の豆電流だったら、流れる電流も同じになり、同じ明るさで光るでしょう。その場合は、スイッチ Y を切ると、回路に流れる電流値は 1/2 になると思います。

この回答へのお礼

丁寧に説明していただきありがとうございました！ここに書いているように従って、しっかり考えてみたら答えに納得しました。本当にありがとうございました。

お礼日時：2021/12/09 21:41

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/12/09 20:25

理想的な「電圧源」の電源なら AB 間の電圧は電源によって決まるので

電球Pに流れる電流は 電球Qに電流が流れる/流れないに
関わらず変わらない。

理想的な「電圧源」ではなく、内部抵抗が有るなら
電球Qに流れる電流で電源の出力電圧が下がるので
Yを切れば電圧が増えて若干明るくなるはず。

「電圧源」ではなくて、電源装置が「電流源」
なら、Yを切ると 電球Pはかなり明るくなるはず。

電源装置の条件の記述が足りてない。

No.3 回答者： kamiyasiro 回答日時： 2021/12/09 01:36

＞枝分かれしてた分の電流はPの方に全て流れないのですか?

あなたの自宅で、家中の照明を消して居間だけ点けていたら、居間の照明がめちゃくちゃ明るくなりますか。

No.2 回答者： mygoonickname 回答日時： 2021/12/08 23:48

こんばんは。

電池の電圧は同じで、電球＝抵抗になりますね。
電流は、電圧÷抵抗になります。
電球１個の場合は、電圧÷抵抗
電球２個の場合は、電圧÷(抵抗/2)　並列なので、抵抗値が半分になる
電池から流れる電流は２倍になりますが、それぞれの電球自体には、同じ
電流が流れる事になります。結果1個当りの電球に流れる電流は変わらない。
事になります。

No.1 回答者： ぷらぐろまあ 回答日時： 2021/12/08 23:46

はい。

スイッチYを入れると、Aの電流が増えます。
スイッチY切ると、Aの電流がBと同じだけに減ります。