💡 ヒント:キルヒホッフの法則(2 電池・3 抵抗)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

電池 A(3.0 V)と電池 B(9.0 V)が並行して配置され、中央の 6.0 Ω の抵抗を通る経路を共有しています。電池 B は A の 3 倍の起電力なので、B の枝のほうが強く電流を駆動します。すると電池 A 側では「押し負けて」電流が逆流する可能性があります。

例題8 で学んだ「2 電池の回路」と同じ型で、起電力のバランスによっては電流の向きが予想と逆になる(=符号が負になる)ケースです。

✏️ 求めるもの

3.0 Ω の抵抗(電池 B 側の枝にある抵抗)に流れる電流の大きさと向きを求める。

🔬 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. 向きを仮定:3本の枝すべてを下向きに仮定(\(I_1, I_2, I_3\))
  2. 3本の式を立てる:節点 + 左ループ + 右ループ
  3. 代入法で連立を解く:例えば \(I_1 = I_3 - I_2\) を使って \(I_1\) を消去
  4. 分数になっても OK:今回は 7 分の数になるので約分せず残す
  5. 符号をチェック:負の値が出た枝は逆向き。3.0 Ω の電流が正ならそのまま下向き
注意

キルヒホッフの問題は計算量が多いので検算が重要です。求めた電流を元のループ式に代入して「起電力=電圧降下」が成立するか確認しましょう。特に分数が出るときはミスが起きやすいので慎重に。