分流回路（カレントディバイダー）ハンズオンガイド：6V電池で構築・測定・シミュレーション
部品と材料
- 電卓または鉛筆・紙（計算用）
- 6ボルト電池（充電式または新品）
- 1 kΩ〜100 kΩの抵抗器
相互参照
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapter 6: “Divider Circuits and Kirchhoff’s Laws.”
学習目標
- ボルトメーター、アンペアメーター、オームメーターを正確に使用。
- オームの法則（I = E/R）とキルヒホフの電流法則（KCL）を適用。
- 分流ネットワークを設計。
回路図
図解
注：右端ラグの上部ネジで3本のワイヤーを接合しているのはデモ目的のみ。プロフェッショナルな組立でのベストプラクティスではありません。
手順
ブレッドボード、端子台、フリーフォームの3構築法で実験し、それぞれの利点・欠点を理解。
- アソートから3つの抵抗器を選択。オームメーターで各測定し値を記録。
- 抵抗器を6V電池のプラス・マイナス端子間に並列接続（図示通り）。
- 抵抗器接続後、ボルトメーターで電池電圧を測定。この値を記録。無負荷電圧とわずかに異なる場合あり。
- 各抵抗器両端電圧を測定。並列回路では全コンポーネント間電圧は同一。
- オームの法則で各抵抗器の電流を計算：I = V/R。デジタルアンペアメーターで測定し検証。
- 赤プローブを全抵抗器プラス端の接合点に配置。
- 1本の抵抗器ワイヤーを持ち上げ、黒プローブをそのワイヤーに接続して電流読み取り。
- アンペアメーター黒プローブを電池プラスリードに接続し、赤プローブを同一接合点に保ったまま総回路電流を測定。読みは正値になるはず。
- 3枝路電流を総電流に代数的に加算。キルヒホフの電流法則により、和はゼロになるはず。
- 電池を切り離し、オームメーターで並列ネットワーク全体の抵抗を測定。読みは各個別抵抗値より低く、どの抵抗器端子を使っても同一値。
- 測定電池電圧を総抵抗で割り総電流を計算。測定総電流と緊密に一致するはず。
- 各枝路電流は、総抵抗と個別抵抗の比に比例した総電流の分数であることに注目。
コンピュータシミュレーション
SPICEノード番号付き回路図：
SPICEではアンペアメーターを零電圧源で表現。以下のネットリストをテキストファイルに保存し、任意のSPICE互換シミュレータで実行可能：
Current divider 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) .end
シミュレーション実行で4電流出力：総電流（負）と3枝路電流（正）。代数和はゼロ、キルヒホフの電流法則を確認。
関連ワークシート
産業技術