💡 ヒント:キルヒホッフの法則(3 枝回路)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

典型的な「2 電池 × 3 抵抗」の回路構成です。2 本の電池が並行して配置され、中央の抵抗を共有する分岐点で電流が合流します。単純な直列・並列では分解できないので、キルヒホッフの2法則で連立方程式を立てて解きます。

水路のアナロジー:2 本のポンプ(電池)が別々の太さの水路から水を押し出し、合流点で 1 本の水路(中央抵抗)に注ぎ込む。各水路の流量(電流)を求めるには、合流点での保存則と、1 周したときのエネルギー保存則が必要です。

✏️ 求めるもの

3 本の枝に流れる電流 \(I_1, I_2, I_3\) を求める。未知数 3 つ、独立な式 3 本の連立方程式。

🔬 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. 電流の向きを仮定:3 本の枝に下向き等で矢印を割り当てる
  2. 第1法則で1本:分岐点で「入る電流 = 出る電流」
  3. 第2法則で2本:左右の閉回路それぞれについて「起電力 = 電圧降下の和」
  4. 連立を解く:\(I_3 = I_1 + I_2\) を他の2式に代入すると未知数が2つになる
  5. 検算:求めた \(I_1, I_2, I_3\) を全ての式に代入して矛盾がないか確認
注意

キルヒホッフの問題は「未知数 = 独立な式」が鉄則。枝が 3 本なら式も 3 本。分岐点の式は「節点数 − 1」個、残りは閉回路で補います。符号ミスを避けるため、「起電力の和 = 電圧降下の和」の形で整理するのがオススメです。