直列抵抗の合成抵抗計算ツールとは?
抵抗を一列につなぎ、すべての抵抗に同じ電流が流れるように接続した状態を直列接続といいます。直列回路の合成抵抗(合計抵抗)は、各抵抗値を単純に足し合わせた値になります。本ツールは最大5個の抵抗値を合算し、合成抵抗をオーム(Ω)単位で表示。回路の設計や解析の際に、面倒な手計算を省けます。
使い方
各抵抗の値をオーム(Ω)で入力してください。R1とR2は必須項目で、R3・R4・R5は任意です。抵抗の数が少ない場合は、空欄のまま(または0のまま)にしておけば問題ありません。「計算」ボタンを押すと、合成抵抗の値と、入力した各抵抗値の一覧表が表示されます。
計算式の解説
基本となる式は次のとおりです。
$$R_{\text{合計}} = \text{R1} + \text{R2} + \dots + \text{Rn}$$
直列接続された抵抗には同じ電流が流れるため、それぞれの抵抗にかかる電圧降下が積み重なります(キルヒホッフの電圧則)。その結果、抵抗値はそのまま足し算で求められます。合成抵抗は必ず、チェーン内で最も大きい単一の抵抗値よりも大きくなります。これは並列接続とは正反対の特徴です。
計算例
3個の抵抗(100 Ω、220 Ω、330 Ω)を直列に接続した場合を考えてみましょう。合成抵抗は次のようになります。
$$100 + 220 + 330 = 650 \ \Omega$$
この直列回路を9 Vの電源につないだ場合、流れる電流は \(I = V / R = 9 / 650 \approx 0.0138\ \text{A}\)(13.8 mA)となります。
よくある質問(FAQ)
抵抗をつなぐ順番は関係ありますか? いいえ。足し算は順序を入れ替えても結果が変わらないため(交換法則)、抵抗をどの順番で並べても合成抵抗は同じです。
並列接続との違いは何ですか? 並列接続では各抵抗の逆数を足し合わせ(\(1/R_{\text{合計}} = 1/\text{R1} + 1/\text{R2} + \dots\))、結果は必ず最も小さい抵抗値よりも小さくなります。一方、直列接続では抵抗値をそのまま足し合わせるため、結果は大きくなります。
抵抗が2個だけの場合はどうすればいいですか? R1とR2だけに値を入力し、残りは空欄のままにしてください。空欄の任意項目は0として扱われるため、合計には影響しません。