3. 合成抵抗の求め方
前に部品編で合成抵抗の求め方を説明しましたが、オームの法則とキルヒホッフの法則(第一法則)を用いて数学的に説明します。
左の図においては、抵抗R1とR2が並列に接続されています。
回路に流れる電流( i )は抵抗に入る点で( i1 )と( i2 )に分かれます。他に分かれていく回路はないので、キルヒホッフの法則から
i = i1 + i2 ………(1)
となります。
一方で抵抗 R1 と R2 には電源より電圧( E )があたえられていますからオームの法則から
E = R1 x i1 = R2 x i2 ………(2)
となります。
ここで(1)式に(2)式を代入すれば
i = E / R1 + E / R2 = ( 1 / R1 + 1 / R2 ) x E ………(3)
とまとめられます。
また、合成された抵抗を R とすれば
E = i x R
ですから
i = E / R ………(4)
と変形すれば(3)式の左辺 i と(4)式の左辺 i は等価なので
E / R = ( 1 / R1 + 1 / R2 ) x E
となります。よって両辺を E で除算すれば
1 / R = 1 / R1 + 1 / R2
R = ( R1 x R2 ) / ( R1 + R2 )
と合成抵抗 R を求めることが出来ます。
このやり方を「和分の積」と言う事もあります。
2つ以上の抵抗による合成抵抗も、2つずつまとめれば上記の考え方で単純化でき、容易に求めることが出来るようになります。