【基礎から学ぶ電気回路】 基準点による電位の変化

電気電子
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電気電子系は難しいイメージを持たれがちですが、基本から順番に抑えていけばそれほど難しいものではありません。
どんな分野にも言えることですが、最初はよくわからないものですから。
本記事では、電気初心者の方でもわかりやすいように、電気回路を理解するための基本中の基本から順を追って解説していきます。
まずは、直流回路についてです。

今回は、「基準点による電位の変化」についての説明です。

1.ポイント

基準点による電位の変化

あくまでGNDが基準点になる。

2.基準点による電位の変化

図1のような回路があったとします。

図1

なんか変なところにGNDが繋がっていますよね。
この場合、2kΩ抵抗と3kΩ抵抗の両端の電位がどうなるかわかりますか?
おそらくよくわからなくなる人が多いのではないでしょうか?

この場合、注意するべき点はただ一点です。

あくまでGNDが基準点である0[V]です。
電源のマイナス側は0[V]とは限らないのです。

では、実際にどうなるのか解説していきますね。

まず、GNDが変なところに繋がっていない場合の2kΩ抵抗と3kΩ抵抗の両端の電位差(各抵抗での電圧降下)を求めましょう。

オームの法則から、回路全体に流れる電流は10[V]÷5[kΩ]=2[mA]です。
なので、2kΩ抵抗は2[kΩ]×2[mA]=4[V]、3kΩ抵抗は3[kΩ]×2[mA]=6[V]。
これが2kΩ抵抗と3kΩ抵抗の両端の電位差です

このタイミングでGND(基準点:0[V])について考えます。

あくまでこのGNDが0[V]です
なので、2kΩと3kΩの中間地点は0[V]になります

2kΩ抵抗と3kΩ抵抗の中間が0[V]で、2kΩ抵抗の両端の電位差が4[V]、3kΩ抵抗の両端の電位差が6[V]です。
その為、この回路の電位の関係を整理すると図2のようになります。

図2

見慣れていないと違和感がすごいと思いますが、考え方はこれで合ってます。
どこが0[V]なのかしっかり考えましょうね。

以上、「基準点による電位の変化」についての説明でした。