短絡と開放についてわかりやすく解説

回路には短絡と開放というものがあります。

短絡は負荷の抵抗が0、開放は負荷の抵抗が∞になるもののことを言います。

今回はこの短絡と開放について詳しく解説していきます。

短絡

短絡とは以下の回路のように抵抗であった部分が導線のみになる状態を言います。

このように短絡にすると抵抗が0になります。

また、抵抗がゼロになるということは負荷で消費される電圧が0となります。

次のような回路のように抵抗Rと導線を並列に接続すると、

導線の抵抗を0とすると、合成抵抗R₀はR₀=\(\frac{R×0}{R+0}=0\)となります。

このような状況が現実の回路で起こると回路に流れる電流がI=\(\frac{E}{R}=\frac{E}{0}=∞\)

となり、測定器などに過大な電流が流れてしまい、測定器が壊れてします可能性があります。

これを防ぐためにヒューズやサーキットプロテクタなどが使用されます。

ヒューズには内部に金属線があります。

電流が大きくなると熱が大きくなる性質を用いてヒューズにある金属線が切れることで過電流が流れても機械が壊れないようにすることができます。

金属線が切れるため再利用はできず一回のみの利用となります。

一般的に家庭の電気用品や簡単な測定器に使用されています。

サーキットプロテクタは過電流を検知すると自動的に遮断し電流が流れないようにするものです。

サーキットプロテクタはヒューズと違い修理することで再利用可能となります。

一般的に産業用の電力基盤や電子機器に使用されます。

開放とは以下の回路のように抵抗であった部分が何もなくなる状態を言います。

このように開放にすると抵抗が∞になります。

また、抵抗が∞になるということは負荷で消費される電圧がEとなります。

また、I=\(\frac{E}{R}=\frac{E}{∞}=0\)となります。

回路に流れる電流が０になるということは電子の移動がなくなるのと等価であるため回路として働かなくなります。

短絡した時は抵抗R＝０Ω、導線

開放した時は抵抗R＝∞Ω、線なしとして考えることができます。