抵抗

前のセクションの回路はあまり実用的なものではありません。実際、構築することは非常に危険です（電圧源の極を1本のワイヤーで直接接続する）。危険な理由は、このような短絡では電流の大きさが非常に大きくなる可能性があるためです。 、およびエネルギーの放出は非常に劇的である可能性があります（通常は熱の形で）。通常、電気回路は、放出されたエネルギーを可能な限り安全に利用できるように構成されています。

ランプのフィラメントを流れる電流

電流の実用的で一般的な使用法の1つは、電灯の操作です。最も単純な形の電気ランプは、透明なガラス球の内側にある小さな金属の「フィラメント」であり、十分な電流が流れると熱エネルギーで白熱（「白熱」）に光ります。バッテリーと同様に、2つの導電性接続ポイントがあります。1つは電流が入るためのもので、もう1つは電流が出るためのものです。電圧源に接続すると、電灯回路は次のようになります。

電流がランプの細い金属フィラメントを通り抜けるとき、太いワイヤーの場合よりも動きに逆らうことが多くなります。電流に対するこの反対は、材料の種類、その断面積、およびその温度に依存します。技術的には抵抗として知られています 。 （導体は抵抗が低く、絶縁体は抵抗が非常に高いと言えます。）この抵抗は、「短絡」の場合と比較して、バッテリーから供給される所定の電圧で回路を流れる電流の量を制限するのに役立ちます。電圧源（バッテリー）の一方の端をもう一方の端に接続するワイヤーしかありませんでした。電流が抵抗の反対に逆らって移動すると、「摩擦」が発生します。機械的摩擦と同じように、抵抗に対して流れる電流によって生成される摩擦は、熱の形で現れます。ランプのフィラメントの抵抗が集中すると、そのフィラメントで比較的大量の熱エネルギーが放散されます。この熱エネルギーはフィラメントを白熱して光を発するのに十分ですが、ランプをバッテリーに接続するワイヤー（抵抗がはるかに低い）は、同じ量の電流を流しながらもほとんど暖かくなりません。短絡の場合と同様に、回路の導通がいずれかの時点で切断されると、電流の流れは回路全体で停止します。ランプが所定の位置にあると、これはそれが光るのをやめることを意味します：

以前と同様に、電流が流れない場合、バッテリーの電位（電圧）全体がブレーク全体で利用可能になり、接続がそのブレークを橋渡しして電流が再び流れる機会を待ちます。この状態は、開回路として知られています。 、回路の導通が途絶えると、全体に電流が流れなくなります。必要なのは、回路を「開く」ための連続性の1回の中断だけです。ブレークが再度接続され、回路の導通が再確立されると、それは閉回路として知られています。 。

ランプを切り替えるための基礎

ここに表示されているのは、リモートスイッチによってランプのオンとオフを切り替えるための基礎です。回路の導通が途絶えると回路全体で電流が停止するため、意図的にその導通を遮断するように設計されたデバイス（スイッチと呼ばれる）を使用できます。 ）、回路内の電流の流れを制御するために、ワイヤを配線できる任意の便利な場所に取り付けられています：

これは、家の壁に取り付けられたスイッチが、長い廊下に取り付けられたランプ、またはスイッチから遠く離れた別の部屋に取り付けられたランプを制御する方法です。スイッチ自体は、機械的なレバーアクチュエータまたは押しボタンによって一緒に強制される一対の導電性接点（通常はある種の金属でできている）で構成されています。接点が互いに接触すると、電流が一方から他方に流れることができ、回路の導通が確立されます。接点が離れていると、一方から他方への電流の流れが空気の絶縁によって妨げられ、回路の導通が失われます。

ナイフスイッチ

おそらく、基本原理を説明するために表示するのに最適な種類のスイッチは、「ナイフ」スイッチです。

ナイフスイッチは導電性のレバーにすぎず、ヒンジ上で自由に回転し、導電性のある1つまたは複数の固定接点と物理的に接触します。上の図に示されているスイッチは、「ブレード」と接点に銅（優れた導体）を使用して、磁器ベース（優れた絶縁材料）上に構築されています。ハンドルはプラスチック製で、スイッチを開閉するときに操作者の手をスイッチの導電性ブレードから絶縁します。これは別のタイプのナイフスイッチで、1つではなく2つの固定接点があります。

ここに示されている特定のナイフスイッチには、1つの「ブレード」がありますが、2つの固定接点があります。つまり、複数の回路を作成または切断できます。今のところ、これは知っておくべきそれほど重要ではなく、スイッチとは何か、そしてそれがどのように機能するかという基本的な概念だけです。ナイフスイッチは、スイッチの動作の基本原理を説明するのに最適ですが、高出力の電気回路で使用すると、明確な安全上の問題が発生します。ナイフスイッチの露出した導体は、回路との偶発的な接触を明確に可能にし、可動ブレードと固定接点の間で発生する可能性のあるスパークは、近くの可燃性物質を自由に発火させます。最新のスイッチ設計のほとんどは、これらの危険を軽減するために、可動導体と接点が絶縁ケース内に密閉されています。いくつかの最新のスイッチタイプの写真は、ナイフの設計よりもスイッチのメカニズムがはるかに隠されていることを示しています。

開回路と閉回路

回路の「開」および「閉」の用語に沿って、一方の接続端子からもう一方の接続端子に接触しているスイッチ（例：ブレードが静止接点に完全に接触しているナイフスイッチ）は、電流が流れる連続性を提供しますスルーし、クローズと呼ばれます スイッチ。逆に、連続性を壊しているスイッチ（例：ブレードがないナイフスイッチ 静止した接点に触れると）電流が流れなくなり、オープンと呼ばれます。 スイッチ。 「開いた」と「閉じた」という言葉は、ドアの文脈で一般的に理解されているため、この用語は電子工学の新入生を混乱させることがよくあります。電気スイッチの場合、これらの用語は反対の意味を持ちます。「開いている」は流れがないことを意味し、「閉じている」は電流が自由に流れることを意味します。

レビュー：

• 抵抗 電流に対する反対の尺度です。
• 短絡 は、電流の流れに対する抵抗をほとんどまたはまったく提供しない電気回路です。高電圧電源では、発生する大電流によって大量の熱エネルギーが放出される可能性があるため、短絡は危険です。
• 開回路 は、電流が流れる経路の中断によって導通が失われたものです。
• 閉回路 完全なものであり、全体を通して良好な継続性があります。
• 制御された条件下で回路を開閉するように設計されたデバイスは、スイッチと呼ばれます。 。
• 用語「オープン」 および「クローズ」 スイッチおよび回路全体を参照してください。開いているスイッチとは、導通のないスイッチです。電流を流すことはできません。閉じたスイッチは、電流が流れるための直接（低抵抗）経路を提供するスイッチです。

関連するワークシート：

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