抵抗を回路に追加すると電圧と電流にどのような影響を与えるか

回路に抵抗を追加すると、抵抗が直列または並列で接続されているかによって、電圧と電流に対する影響が異なります。以下に直列および並列の抵抗が電圧と電流に与える影響について説明します。

直列抵抗の影響

電流への影響

直列回路では、すべてのコンポーネントが同じ電流を共有します。したがって、回路内の直列の抵抗がいくつであろうとも、各抵抗を通る電流は同じです。抵抗を増やしても、回路全体の電流は変わりません。

電圧への影響

直列回路では、総電圧は各抵抗の両端の電圧の合計に等しいです。つまり、抵抗を追加すると、その抵抗の両端の電圧が下がり、他の抵抗の両端間の電圧分布が変化します。総電圧が一定の場合、抵抗を増やすと新しい抵抗に一部の電圧がかかるため、他の抵抗の電圧はそれに応じて減少します。

並列抵抗の影響

電流への影響

並列回路では、各抵抗の両端の電圧は同じですが、各抵抗を通る電流は異なる場合があります。並列抵抗を追加すると、並列抵抗が追加の電流パスを提供するため、回路全体の電流が増加します。

電圧への影響

並列回路では、並列のすべての抵抗が両端で同じ電圧を持っています。並列抵抗を追加しても、回路内の他の抵抗の両端の電圧は変わりませんが、総電流消費量が増えます。

電圧を上げるときなぜ直列抵抗を選ぶのか

電圧を上げる必要がある場合、以下の理由から通常は並列抵抗ではなく直列抵抗が選ばれます。

電圧分配

直列抵抗は電圧を分配するために使用できます。高い電圧源を回路に導入する必要がある場合、直列に一つ以上の抵抗を接続することで電圧を分割し、回路内の個々のコンポーネントが許容範囲を超える電圧にさらされないようにすることができます。これにより、過電圧による敏感な電子部品の損傷を防ぐことができます。

電流制御

場合によっては、回路を流れる電流を制限する必要があります。直列抵抗を使用して電流強度を減らすことができます。例えば、LEDランプ回路では、通常、LEDに過大な電流が流れることによる焼損を防ぐために、直列に抵抗を接続してLEDを流れる電流を制限します。

安定性

直列抵抗は回路の安定性を提供することができます。電流の精密な制御が必要な一部のアプリケーションでは、直列抵抗を使用して電流を安定させ、電圧の変動による電流の大幅な変動を防ぐことができます。

まとめ

直列抵抗は主に電圧分配と電流制限に使用され、回路内のコンポーネントを高電圧から保護する必要があるシナリオに適しています。

並列抵抗は主に回路全体の電流を増加させるために使用され、電流パスを拡張する必要がある場合に適しています。

直列または並列抵抗の選択は、具体的な回路要件と設計目標によります。電圧を上げる必要がある場合、直列抵抗は電圧を分配し、回路内のコンポーネントを保護するのに役立つため、より一般的な選択肢となります。