💡 ヒント:分流器の抵抗値を求める

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

電流計には「これ以上の電流を流すと壊れる」最大値があります。もっと大きい電流を測りたいときは、電流計の横にバイパス(分流器)を並列に付けて、余分な電流を逃がします。水路に例えるなら、1 本の細い水路ではあふれてしまうので、隣にもう 1 本の水路を作って分担させるイメージ。

電流計の最大値 \(I_g = 50\) mA、内部抵抗 \(r_a = 9.0\) Ω。これで 10 倍の 500 mA を測れるようにするには、分流器の抵抗 \(R_s\) をいくつにすればよい?

✏️ 求めるもの

電流計と並列につなぐ分流器の抵抗 \(R_s\)〔Ω〕。公式 \(R_s = \dfrac{r_a}{n-1}\) を使う典型問題。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 倍率 n を求める:測定したい最大電流 I を、電流計の最大値 \(I_g\) で割る
  2. 公式適用:\(R_s = \dfrac{r_a}{n - 1}\) に代入するだけ
  3. 別解(理解を深めるなら):
    • 分流器に流れる電流:\(I_s = I - I_g\)
    • 並列なので電圧等号:\(I_g \, r_a = I_s \, R_s\)
    • 解くと同じ答えになる
  4. 大小チェック:倍率が大きいほど \(R_s\) は小さくなる(分流器は低抵抗)
注意

分流器は並列・低抵抗、倍率器(電圧計用)は直列・高抵抗。逆にしないこと。また、公式 \(R_s = r_a / (n - 1)\) の分母は「n − 1」であって「n」ではない。倍率 10 倍なら分母は 9、これを間違えやすい。