現在の分流器

部品と材料

• 電卓（または算術を行うための鉛筆と紙）
• 6ボルトバッテリー
• 値が1KΩから100kΩの抵抗器の品揃え

相互参照

電気回路の教訓 、第1巻、第6章：「分周器回路とキルヒホッフの法則」

学習目標

• 電圧計の使用方法を説明するため
• 電流計の使用方法を説明するため
• 抵抗計の使用方法を説明するため
• オームの法則の使用方法を説明するため
• キルヒホッフの現行法（KCL）の使用方法を説明するため
• 分流の法則の設計の使用方法を説明するため

回路図

イラスト

通常、1本の端子台ネジで2本以上のワイヤを固定することは不適切と見なされます。

この図では、このストリップで使用されている右端のラグの上部のネジで結合している3本のワイヤーを示しています。

これは、（現在の合計の概念を簡単に証明するために行われます。 回路ノードで）、専門的な組み立て技術を表すものではありません。

「自由形式」の工法の非専門的な性質は、これ以上のコメントに値しません。

手順

もう一度、同じ回路を構築するさまざまな方法を示します。ブレッドボード、端子台、および「フリーフォーム」です。

これらすべての構築形式を試して、それぞれの長所と短所をよく理解してください。

抵抗器の品揃えから3つの抵抗器を選択し、抵抗計でそれぞれの抵抗器を測定します。

回路計算で参照できるように、これらの抵抗値をペンと紙でメモしてください。

図に示すように、3つの抵抗器を互いに並列に接続し、6ボルトのバッテリーで接続します。

抵抗器を接続した後、電圧計でバッテリー電圧を測定します。この電圧の数値も紙に書き留めておきます。

この電圧は無負荷状態とわずかに異なる可能性があるため、抵抗回路に電力を供給しながらバッテリー電圧を測定することをお勧めします。

3つの抵抗器のそれぞれの両端の電圧を測定します。何に気づいた？直列回路では、電流 常にすべてのコンポーネントで同等です。

並列回路では、電圧 はすべてのコンポーネントに共通の変数です。

オームの法則（I =E / R）を使用して各抵抗器を流れる電流を計算し、デジタル電流計で電流を測定してこの計算値を確認します。

電流計の赤いプローブを抵抗器のプラス（+）端が互いに接続するポイントに配置し、一度に1本の抵抗器ワイヤーを持ち上げて、メーターの黒いプローブを持ち上げたワイヤーに接続します。

このようにして、電流の大きさと極性の両方に注意しながら、各抵抗器の電流を測定します。これらの図では、R ₁ を流れる電流を測定するために使用される電流計を示しています。 ：

以前に計算された電流値と比較して、3つの抵抗器のそれぞれの電流を測定します。

図のように接続されたデジタル電流計では、3つの表示すべてが負ではなく正である必要があります。

次に、電流計の赤いプローブを回路の同じポイントに保ちながら、バッテリーのプラス（+）側につながるワイヤーを外し、黒いプローブをそれに接触させて、総回路電流を測定します。

電流計によって示される電流の大きさと符号の両方に注意してください。この数値を（代数的に）3つの抵抗電流に追加します。

キルヒホッフの電圧法則の実験と同様の結果について、あなたは何に気づきましたか？キルヒホッフの電流の法則は、回路内のポイント（ノード）で「合計」される電流に対するものです。キルヒホッフの電圧の法則は、直列ループで加算される電圧に対するものです。どちらの場合も、代数の合計はゼロに等しくなります。

この法則は、回路の数学的分析にも非常に役立ちます。キルヒホッフの電圧法則に加えて、回路内のいくつかの変数を記述する方程式を生成することができます。これらの方程式は、さまざまな数学的手法を使用して解くことができます。

ここで、4つの電流測定値をすべて正の数値と見なします。最初の3つは各抵抗を流れる電流を表し、4つ目は3つの「分岐」電流の正の合計として合計回路電流を表します。各抵抗（分岐）電流は、合計電流の一部またはパーセンテージです。これが、並列抵抗回路がしばしば分流の法則と呼ばれる理由です。 。

バッテリーを回路の残りの部分から切り離し、並列抵抗の両端の抵抗を測定します。

任意の全体の総抵抗を読み取ることができます 個々の抵抗器の端子の数を増やして同じ表示を取得します。これは、個々の抵抗器の値よりも小さい値になります。

これは、電気の新入生にとっては驚くべきことです。抵抗計をいずれか1つに接続するときに、まったく同じ（合計）抵抗値を読み取ることです。 並列接続された抵抗器のセットの。

ただし、電気的共通性の観点から並列回路のポイントを考慮すると、それは理にかなっています。

すべての並列コンポーネントは、2セットの電気的に共通のポイント間に接続されています。

メーターは直接接続によって互いに共通のポイントを区別できないため、1つの抵抗器の両端の抵抗を読み取ることは、それらすべての抵抗を読み取ることです。

電圧についても同じことが言えます。そのため、バッテリー電圧は、バッテリー端子間で直接読み取るのと同じくらい簡単に、いずれかの抵抗器間で読み取ることができます。

バッテリー電圧（以前に測定された）をこの総抵抗値で割ると、測定された数値に厳密に一致する総電流（I =E / R）の数値が得られるはずです。

総電流に対する抵抗電流の比率は、個々の抵抗に対する総抵抗の比率と同じです。

たとえば、10kΩの抵抗が合計抵抗が1kΩの分流回路の一部である場合、その抵抗は、電流の合計がどのような値であっても、合計電流の1/10を伝導します。

コンピューターシミュレーション

SPICEノード番号を使用した回路：

SPICEシミュレーションの電流計は、実際には電子の流れの経路に挿入されたゼロ電圧源です。

電圧源V _ir1 に気付くでしょう 、V _ir2 、およびV _ir3 ネットリストでは0ボルトに設定されています。電子がこれらの「ダミー」バッテリーの1つのマイナス側に入り、プラス側から出ると、バッテリーの電流表示は正の数になります。

言い換えれば、これらの0ボルトの電源は、バッテリー記号の長線側に赤いプローブがあり、短線側に黒いプローブがある電流計と見なされます。

ネットリスト（次のテキストを逐語的に含むテキストファイルを作成します）：

分流の法則 v1 1 0 r1 3 0 2k r2 4 0 3k r3 5 0 5k vitotal 2 1 dc 0 vir1 2 3 dc 0 vir2 2 4 dc 0 vir3 2 5 dc 0 .dc v1 6 6 1 .print dc i（vitotal）i（vir1）i（vir2）i（vir3） 。終わり 

実行すると、SPICEは4つの電流値を含むテキスト行を出力します。最初の電流は合計を負の量として表し、他の3つは抵抗R ₁ の電流を表します。 、R ₂ 、およびR ₃ 。

代数的に加算すると、キルヒホッフの現行法で説明されているように、1つの負の数と3つの正の数の合計がゼロになります。

関連するワークシート：

• 現在の分流回路ワークシート