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中2理科:電流計について

電流計は回路に並列につないではならないが、電流計を並列につなぐと、電流計に流れる電流は、直列につないだときにくらべてどうなるか。 という問題があり、教材の答えは「大きくなる」となっています。 自分なりに調べてみたのですが、答えがわからず苦戦しています。 並列回路だと電流は分かれるのでI=Ia+Ibだと思ったのですが・・・ なぜ大きくなるのか、ヒントでも良いのでおしえてください。 よろしくお願いします。

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  • sailor
  • ベストアンサー率46% (1915/4104)

電流計は正しく使うときは回路に直列に入れて使いますが、もし、このとき電流計自体に大きな抵抗があったらどうなるでしょうか?もともとの回路にさらに直列に抵抗を入れてしまうことになるため、もともとの回路の電流を正しく測ることはできなくなる事がわかるとおもいます。たとえば電流計自体の抵抗値が10Ωある電流計を入れるて、その時の計測値が1Aであったとします。これはもともとの回路に流れていた正しい電流値でしょうか?もちろん違いますね。なぜなら電流計自体の抵抗10Ωがあるため、電流計の両端で10Vも電圧が落ちてしまい、これではもともとの回路に加えた電圧が10V低い状態で計測したことにしかなりません。 そのため電流計はできるだけ抵抗が小さくなるように作られています。理想的には抵抗値は0Ωであることが望ましいのですが、これは無理ですし電流計の構造上0Ωでは計測もできませんので、できる限り小さく(測る電流の大きさによって異なります。1Aまでの電流計と100Aまでの電流計では抵抗値あ異なり、100Aの物のほうが小さい)となっています。 さて、問題の並列につないだ場合ですが、これは抵抗値の低いものを直接電源につないだのと同じですから、電流計の持つ抵抗値と電圧で決まる電流が流れてしまいます。この場合、電流計に示される値は並列接続された抵抗などとは無関係(並列接続された抵抗があってもその回路に直列に電流計が入っているわけではないので計測できない)に、電流計の持つ抵抗と電源の電圧で決まります。 実際には電流計を並列に接続するようなことはしてはいけません。上に書いたように電流計は抵抗値が低く作られているため、事実上ショートさせたのと同じですから、電源や配線などに無理な電流が流れ破損する場合がありますし、電流計自体が計測できる電流を大きく上回る電流が流されたために破損することもあります。 おまけ 一般の電流計はの構造は内部に抵抗を持ったシャントレジスタと言う部品と電圧計が入っています。電流計といっても実際には値のわかっている抵抗の両端の電圧を測っているのです。ある決まった抵抗の両端の電圧がわかればその回路に流れている電流は I=E/R で求められますので、抵抗値の判っているシャントレジスタとそのの両端の電圧が判れば計測できると言う仕組みです。そのため、内部のシャントレジスタは電圧計の感度が許す限り小さな値のものが使われますので、電流計はとても小さな抵抗値になっているのです。 まぁ、これとは違う仕組みで測る電流計もありますが、一般的なものは上に書いたような仕組みです。

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その他の回答 (3)

  • 回答No.3

電流計の内部抵抗は、とても小さく作られているため、並列につなぐと、抵抗の小さい電流計に流れる電流が 大きくなります。(最悪、壊れる) なぜ小さいかというと、抵抗が大きいと、繋いだ時、電流の流れ方が変わるため、繋ぐ前と後で電流血が変わり、 正しい電流の値を測定できないからです。

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  • 回答No.2
  • Kirby64
  • ベストアンサー率27% (668/2450)

 電流計は回路に直列につなぐ関係上、電流計の内部抵抗は出来るだけ小さく押さえられているニャ。  仮に1.5Vの乾電池に99Ωの抵抗がつながれている回路に内部抵抗1Ωの電流計を直列につなぐと、その回路に流れる電流は1.5/(99+1)=0.015Aニャ。  んじゃ、同じ1.5Vの乾電池に99Ωの抵抗がつながれている回路に内部抵抗1Ωの電流計を並列につなぐと…。  計算はお任せするが、電流計の方にとんでもない電流が流れるのは想像できるニャ。(いわゆるショートにゃ)

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  • 回答No.1
  • 86tarou
  • ベストアンサー率40% (5094/12699)

直列に接続すると、全体の抵抗は回路と電流計の和になります。並列に接続すると、電流計の低い抵抗には大きな電流が流れることになります。 直列:電源電圧÷(回路の抵抗+電流計の抵抗)=電流計に流れる電流 並列:電源電圧÷電流計の抵抗=電流計に流れる電流

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