💡 ヒント:ホイートストンブリッジの平衡条件

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

ホイートストンブリッジは「抵抗を精密に測るための天秤」のような回路です。4 つの抵抗をひし形に配置し、対角に検流計 G を入れます。抵抗の「比」がうまくバランスしていると、G には電流が流れなくなります(=平衡状態)。

天秤のたとえ:左右で (上段) ÷ (下段) の比が等しければ、真ん中の指針は動かない(中立位置)。ブリッジでは「対辺の積」が等しいときに平衡します。

✏️ 求めるもの

検流計に電流が流れない(平衡)ときの未知抵抗 \(R_x\)〔Ω〕。\(R_1 = 7.0\) Ω, \(R_2 = 3.0\) Ω, \(R_3 = 5.0\) Ω がわかっている状態。

🔬 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. ブリッジの対辺を特定:検流計を挟んで向かい合う抵抗のペアを見つける
  2. 平衡条件を書く:対辺の積が等しい → \(R_1 \cdot R_x = R_2 \cdot R_3\)
  3. \(R_x\) について解く:両辺を \(R_1\) で割って \(R_x = \dfrac{R_2 R_3}{R_1}\)
  4. 代入して計算:分数のまま答えてもよいし、小数に直して近似値で答えてもよい(問題の選択肢に合わせる)
注意

「対辺」の意味を取り違えないこと。検流計(G)を挟んで向かい合う位置の抵抗がペア。隣り合う抵抗同士を掛けても条件にならない。また、分数を小数にするとき、\(15 \div 7\) の割り算で有効数字 2 桁まで正しく出すこと。結果は分数と近似値の両方で表すことが多い(\(\dfrac{15}{7} \fallingdotseq 2.1\) Ω など)。