高校物理 要点・解法ノート
差がつく

ホイートストンブリッジ

着眼点橋渡しの検流計に電流が流れない ⇔ 両端の電位が等しい ⇔ 向かい合う抵抗の積が等しい。

点Aから点Bへ2本の道を並列につなぐ。上の道は R_1 → R_2 の順、下の道は R_3 → R_4 の順に直列。上の道の R_1・R_2 の間の点と、下の道の R_3・R_4 の間の点を検流計で結ぶ。このとき

\frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_4}\quad(R_1R_4 = R_2R_3)

のとき検流計の電流は0。

例題
1
上の配置で R_1 = 10\ \Omega、R_2 = 20\ \Omega、R_3 = 15\ \Omega のとき、検流計の電流が0になる R_4 を求めよ。
解答
10\times R_4 = 20\times15 より R_4 = 30\ \Omega。
ポイントつり合っているブリッジでは、検流計の枝を取り去っても(導線でつないでも)回路の電流は変わらない。合成抵抗の計算が簡単になる。

「電流と直流回路」の項目

  1. 電流の正体とオームの法則・抵抗率必須
  2. 抵抗率の温度変化差がつく
  3. 抵抗の直列・並列必須
  4. 起電力と内部抵抗必須
  5. 電流計・電圧計と分流器・倍率器必須
  6. 電力とジュール熱必須
  7. キルヒホッフの法則必須
  8. ホイートストンブリッジ差がつく
  9. 電位差計(すべり抵抗線による起電力の測定)不要
  10. コンデンサーを含む直流回路必須
  11. RC回路の充電とエネルギー収支差がつく
  12. 非直線抵抗(電球)を含む回路差がつく
  13. ダイオードを含む回路不要

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