テブナンの定理に関する質問。長文です。

質問

http://www.ice.gunma-ct.ac.jp/~mame/kougi/kairo/thevenin.pdf
上記のサイトの２ページめの下の方の『図４において～』以降の内容についての質問です。
『３．図４(d)および(f)の回路では電圧EがR1とR2で分割される。』とありますが、これは何故でしょうか？
以下に私の疑問の詳細を示します。以下の考えの間違いも指摘していただけると幸いです。

～自分の考え～
まず、図4(a)についてです。テブナンの定理のブラックボックス（複雑な回路を、電圧と抵抗それぞれ１つずつで書き換えたもの）内の電圧は端子を開放した時に端子に現れる電圧である。よって、端子が開放しているため、回路内に電流は流れないはずだ。したがって、オームの法則によりV＝RI＝R*0＝0となるので、抵抗R1での電圧降下は0である。よって図4(a)において、V0＝E-R1I＝E-0＝Eとなる。
この考えで行くと、図4(f)で行き詰まります。回路内に電流が流れないのですから、R3での電圧降下はないはずです。ですから、R3は考えなくていいのだと思います。ですが、R3に電流が流れないと言うことは、R1にもR2にも電流は流れないということ（R3に流れる電流がR1とR2に分岐するはず。）ですから、R1とR2でも電圧降下は生じないのではないでしょうか？R2で電圧降下が生じないということは、R3に流れる電流をI3、R2に流れる電流をI2とした場合、V0=R3I3＋R2I2=R3*0＋R2*0=0となり、V0=0となるのではないでしょうか？
また、私は以下のようにも考えました。並列接続だと電圧は等しくなる。よって、図4(d)において、EとR1がある枝(枝1とする)と、R2がある枝(枝2とする)は並列なので両者の電圧は等しいはずである。上記の考え（開放だから電流は流れないという考え）で行くと、枝2の電圧は0になる。そうすると、枝2と並列な枝1の電圧も0になることになる。しかし、もし枝1に電流が流れていたなら、R1での電圧降下でE+R1I1＝0となり枝1の電圧が0になることも起こるかもしれないが、端子が開封しているため、R1に電流は流れず、電圧降下は起きないので、E+R1I1＝0とはならず、枝2の電圧はEとなる。そうすると、並列の関係にある枝1と枝2の電圧が違くなってしまうため、EをR１とR2に分割するのではないか。
ですが、この考えで行くと、図4(a)ではなぜR1に電圧を掛けないで良いのかがわからなくなりました。

以上が私の考えです。長々と書いてしまい申し訳ありませんでした。お手数だとは思いますが、お力を貸していただきたく思います。よろしくお願いいたします。

回答No.1

Trick_Q · ベストアンサー

＞この考えで行くと、図4(f)で行き詰まります。回路内に電流が流れないのですから、R3での電圧降下はないはずです。

ここまでは、良いのですが、ここ↓が違います。

＞ですが、R3に電流が流れないと言うことは、R1にもR2にも電流は流れないということ

流れるのです。
図4（ｆ）において、
電源EのプラスからR1、R2、電源のマイナスというループを電流は流れます。この部分は、E、R1、R2の直列回路になっています。
R3は、片側しか繋がっていないので、電流の行き場が無いので、この抵抗は、あってもなくても良いわけです。
V0から見ると、単に、EをR1とR2で分圧したR2の電圧を見ていることになります。

お礼

なるほど。ループ電流ですか。「抵抗に電圧が掛かったら、電流が流れてしまうのでは？」とも思っていたのですが、EとR1とR2の直列回路には、流れても良かったのですね。
全ての辻褄が合い、今とてもスッキリしています。
これも全てTrick_Q様のおかげです。本当にありがとうございました。