直列と並列ではどちらが消費電力が少なくなりますか

豆電球2個を同じ電圧で同じ明るさで光らせる場合
直列と並列ではどちらが消費電力が少なくなりますでしょうか？
その理由も御願いします。

No.7 ベストアンサー 回答者： katokundes 回答日時： 2009/08/15 01:38

電源電圧を考えないと

電球を同じ電圧同じ明るさは電球の性能がまったく同じと考えると
電流も同じと言う結果になります。
そうすると
豆電球を直列・並列接続した場合に電源電圧を変えることになります。
（直列では２倍の電圧を加えます）
普通の設問では電源が一定が普通なのでしょうが、ここが違いますね。

この回答へのお礼

回答有難う御座います。
同じ明るさにするにはやっぱり同じ電力が必要ですね。

お礼日時：2009/08/15 23:13

No.12 回答者： katokundes 回答日時： 2009/08/15 13:10

同じ明るさを設定した時点で答えが決まってしまいますね。

明るさ＝豆球明るさ＋豆球明るさ
明るさ＝豆球明るさＸ２

豆球の明るさを出す時点で電圧および電流が決まってしまいますから
ひとつの豆球の消費電力＝電圧Ｘ電流ですべて同じ消費電力ですよね。

ただ実際に直列の場合に注意すべきことは電圧が１／２になって印加されるかですね。
抵抗が微妙に違えばその抵抗値に対して分圧されますから、また、点灯前の抵抗と点灯後の抵抗が違います。

家庭内でたとえると単相３線式の場合の一般的ではありませんがヒューズで過電流保護してある場合は、中性線には銅バーを入れ切れないようにします。１００Ｖ器具に１００Ｖ器具直列接続で２００Ｖを加えない為です。
電気やでも制御回路など作る場合電気なので切断しなくてはいけないと思って、中性線が浮いて瞬間の２００Ｖ事を考えないミスをすることがあります。

No.11 回答者： rukuku 回答日時： 2009/08/15 09:23

こんにちは

もう回答は出尽くしていると思いますが、
＞同じ明るさで光らせる場合よくわかっていないのですが豆電球が直列だと
＞電流が半分になり消費電力が少なくて済むのでしょうか？
豆電球を直列につないだ場合には確かに電流は半分になりますが、明るさも減ってしまいます。豆電球が同じならば、同じ明るさを得るためには電源電圧を上げて電流を増やす必要があります。そうすると、同じ明るさを得るための消費電力は直列でも並列でも変わらなくなります。

同じ消費電力でより明るく、または同じ明るさをより少ない消費電力で、というのでしたら電球の方に工夫が必要になります。
以下のサイトが参考になるかと思います。
http://home.att.ne.jp/wave/shida/lightbulb.html


なお、電池の方は直列につなぐと電圧アップ、並列につなぐと内部抵抗による電圧降下のダウンによって、省電力につながります。

この回答へのお礼

電流が半分になれば電圧を上げないとだめですね。

お礼日時：2009/08/15 23:46

No.10 回答者： lycaon 回答日時： 2009/08/15 09:12

#9 です。

消費電力をＲと Ｉ で表わしましたが、直列と並列で Ｉ の値が同じかどうかが、ちょっと見づらいですね。
うつろい易い Ｉ を捨て、直列と並列で同じ値だと判り易いＶとＲで表わすと、どちらも
Ｐ＝２Ｖ^2／Ｒ
となり、結論は変わりません。

No.9 回答者： lycaon 回答日時： 2009/08/15 05:37

質問者さんの意図は下図のものでしょう。

これなら確かに、各豆電球に同じ電圧が掛かり、各電球が同じ明るさになり、電流は直列の方が並列の半分で済んでいます。

ところが、直列の電流は、Ｉ＝２Ｖ/(２Ｒ)＝Ｖ/Ｒ、電力は、Ｐ＝２Ｖ・Ｉ＝２Ｒ・Ｉ^2
並列のうち一方の電流は、Ｉ＝Ｖ/Ｒ、電力は、Ｐ＝Ｒ・Ｉ^2・、これが２つあるから、両方ではＰ＝２Ｒ・Ｉ^2

結局直列でも全然得にならず、同じ消費電力になってしまいました。
（これで電力が半分になったら、確実に省エネ大賞が貰えたでしょうが、残念でした。）

この回答へのお礼

同じ明るさで回路で省エネはむりですね。
有難う御座いました。

お礼日時：2009/08/15 23:32

No.8 回答者： katokundes 回答日時： 2009/08/15 02:11

ttp://www.jeea.or.jp/course/contents/09105/

電源電圧特性
電球は明るさを考えると非常に難しくなります。

点灯していない状態のフィラメント抵抗と
点灯時の電圧電流による計算値では抵抗が違うからです。

ttp://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%99%BD%E7%86%B1%E9%9B%BB%E7%90%83
白熱電球　ラッシュカレント（突入電流）

No.6 回答者： notnot 回答日時： 2009/08/15 01:14

#2です。

私の書いた文の意味がわからないのでしょうか？

＞豆電球2個を同じ電圧で同じ明るさで光らせる場合
＞『豆電球が』直列2個と並列2個ではどちらが消費電力が少なくなりますでしょうか？

そのようなことは実現不可能です。
もし、
＞豆電球2個を同じ電圧で光らせる場合
＞『豆電球が』直列2個と並列2個ではどちらが消費電力が少なくなりますでしょうか？
であれば、直列の方が暗くて消費電力も少ない(約1/4)です。

No.5 回答者： noname#93649 回答日時： 2009/08/15 01:13

no.1 です。

だから、
no.2 補足欄> 豆電球2個を同じ電圧で同じ明るさで光らせる場合
という前提が変なんです。

電球を直列つないだ場合と並列に繋いだ場合の違いだけをいえば
no.2 さんが指摘してるように明るさが違うんです。
なのに「同じ明るさで光らせる」と頑なに（笑）書かれてる。
これを実現するには単純に直並列の違いだけでは済まない、何らかの
シカケでもしなけりゃ無理、
だから「設問がまちがってませんか」とno.1に書いたんですが。

No.4 回答者： Cupper 回答日時： 2009/08/15 01:01

自分も設問を間違えている、または 設問を間違えて解釈しているに一票

「 同じ明るさ 」 または 「 同じ電圧 」 と言っているところが、どちらか間違っていませんか？

　「 同じ明るさ 」 なら直列でも並列でも消費電力は同じ
　「 同じ電圧 」 がどこに掛かっている電圧かにもよりますが、
それが電源電圧なら直列のほうが暗い点灯になり、こちらの方が消費電力は少ない
電球に掛かっているのであれば、「 同じ明るさ 」 になるため、どちらも同じになります


…夏休みだなあ…

No.3 回答者： MOMON12345 回答日時： 2009/08/15 00:51

#1で答えが出ていますが、あえて直列の方が消費電力が少なくなるとしてみます。

理由は直列の方が電球に流れる電流が少なくなるため、配線の抵抗による損失が減るからです。