閉回路の向きについて

オームの法則やキルヒホッフの法則、テブナンの定理などで電気回路の問題を解くときに、閉回路の向きを決める必要があります。

閉回路の向きにより起電力や電圧降下の向きが決まります。 

閉回路の向きについて

閉回路の向きは 右向き でも 左向き でも、自分の好きなように決めて構いません。

一般的には、起電力の方向に決めるほうが、問題を解きやすくなると思います。

次のような回路について、閉回路の向きを考えてみます。

■ 閉回路1
図のように閉回路の向きを 右向き にした場合

キルヒホッフの第2法則から起電力の和は電圧降下の和と等しいので
起電力の和は \(10\) [V] 
電圧降下の和は \(2×5=10\) [V] なので

\(10=2×5\) [V] になります。

■ 閉回路2
図のように閉回路の向きを 左向き にした場合

キルヒホッフの第2法則から起電力の和は電圧降下の和と等しいので
起電力の和は \(-10\) [V] 
電圧降下の和は \(-(2×5)=-10\) [V] なので

\(-10=-(2×5)\) [V] になります。

両辺のマイナス符号を取れば、右向きの閉回路と同じ結果になります。

つまり、どの向きに閉回路をとっても良いということです。

■ 起電力の正負

閉回路の方向と起電力の方向が「同じ場合」、その起電力を 正(プラス) とします。

閉回路の方向と起電力の方向が「逆向きの場合」、その起電力を 負(マイナス) とします。

■ 電圧降下の正負

閉回路の方向と電流の流れる方向が「同じ場合」、その電圧降下を 正(プラス) とします。

閉回路の方向と電流の流れる方向が「逆向きの場合」、その電圧降下を 負(マイナス) とします。

起電力と電圧降下の正負については次の記事が参考になります。
■関連記事■ 起電力と電圧降下の正負
キルヒホッフの法則については次の記事が参考になります。
■関連記事■ キルヒホッフの法則

以上で「閉回路の向きについて」の説明を終わります。