💡 ヒント:直列接続での消費電力

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

直列接続では、各抵抗に同じ電流が流れます。一方で、各抵抗にかかる電圧は抵抗値の比に応じて分配されます。

消費電力 \(P = I^2 R\) を見ると、電流が共通なので「抵抗が大きいほど消費電力が大きい」関係。つまり直列では大きな抵抗が多くのエネルギーを消費する(より発熱する)ことになります。

✏️ 求めるもの

直列接続された 2 つの抵抗 \(R_1, R_2\) のそれぞれの消費電力 \(P_1, P_2\) を求める。電源電圧 \(V\) または流れる電流 \(I\) が与えられている。

🔬 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. 合成抵抗で電流を求める:\(I = V/(R_1 + R_2)\)。これが両抵抗に共通
  2. 各抵抗の消費電力:\(P_1 = I^2 R_1\), \(P_2 = I^2 R_2\)
  3. 比の確認:\(P_1 : P_2 = R_1 : R_2\)(直列だから)
  4. 合計の検算:\(P_1 + P_2 = VI\) と一致するか確認
注意

直列では R の大きい方が消費電力が大きい(電流が共通だから)。逆に並列では電圧が共通なので、\(P = V^2/R\) より R の小さい方が消費電力が大きい。同じ「直列か並列か」で関係が逆転するので混同しない。