電験三種・直流回路で複数電源がある場合の解き方｜誤りやすい分圧計算のポイント解説

直流回路で複数の電源が関与する問題は、電験三種でも頻出でありながら混乱しやすい分野です。本記事では、キルヒホッフの法則やミルマンの定理を使わずに考えようとした際に起こりやすい誤解と、正しい電圧・電流の扱い方について整理して解説します。

複数電源回路で起こりやすい思考の誤り

複数の電源が存在する回路では、「それぞれの電源が独立して電圧を決める」と考えてしまいがちです。

しかし実際の回路では、抵抗を通じて電流が流れるため、各電源の電圧は単純に足し合わせたり分圧したりできるものではありません。

この誤解が、今回のような計算のズレにつながります。

分圧の公式は「直列回路で同一電流が流れる」ことが前提です。

しかし今回のように並列に電源が存在する場合、単純な分圧比は成立しません。

また、電源が複数ある場合は、各枝の電位が相互に影響し合うため独立計算はできません。

理想電圧源が複数並列に存在すると、それぞれが異なる電圧を強制しようとするため、単純な合成ができません。

この場合、実際には抵抗を通じて電流バランスが取れた結果として電位が決まります。

そのため「9Vと3Vが単純に加算・平均される」といった考え方は成立しません。

問題で電流が既知の場合は、回路全体の等価抵抗と電位差の関係から考える必要があります。

電圧源ごとに部分的に分けて計算するのではなく、回路全体のKCL・KVL条件を満たす形で未知数を決定します。

総当たりで抵抗値を試す方法も、前提となる電圧関係が誤っていると必ず破綻します。

主な誤りは「9V電源の電圧降下と3V電源を単純加算している点」です。

これは電源同士が独立した電圧源であるにもかかわらず、直列回路のように扱ってしまっていることに起因します。

さらに分圧比の適用対象が誤っており、並列要素に対して直列分圧を適用している点も誤りです。

複数電源が存在する直流回路では、部分的な分圧や加算で解こうとすると誤答になりやすくなります。

重要なのは回路全体の電圧条件と電流の整合性を同時に満たすことです。

キルヒホッフの法則を使わない場合でも、少なくとも「電源は独立して単純合成できない」という前提を押さえることが正答への近道になります。