直列と並列部品のつなぎ方で電圧と電流がどう分かれるか
部品を「一列に」つなぐのが直列、「枝分かれして」つなぐのが並列。どちらでつないだかで、電圧と電流の分かれ方が変わります。分圧回路や複数 LED の配線を理解する土台です。
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01 — SERIES
直列接続
直列では 1 本の道しかないので、どこでも電流は同じ（3mA）。電圧は抵抗の大きさに比例して分かれます（3V と 6V）。
- 同じ電流がすべての部品を流れる
- 電圧は各部品に分かれる（合計 = 電源電圧）
- 合成抵抗 R = R1 + R2 + …（必ず大きくなる）
例：9V に 1kΩ と 2kΩ を直列 → 合成 3kΩ、電流 3 mA。1kΩ には 3V、2kΩ には 6V かかります。大きい抵抗ほど大きな電圧を受け持ちます。
02 — PARALLEL
並列接続
並列では両方の枝に同じ 3.3V がかかる。電流は枝ごとに決まり（各10mA）、電源はその合計（20mA）を供給します。
- 同じ電圧がすべての部品にかかる
- 電流は各枝に分かれる（合計 = 電源からの電流）
- 合成抵抗 1/R = 1/R1 + 1/R2 + …（必ず一番小さい抵抗より小さくなる）
例：3.3V に 330Ω を 2 本並列 → 各 10 mA、合計 20 mA、合成抵抗 165Ω。同じ抵抗 2 本の並列は「半分」と覚えると速いです。
03 — VOLTAGE DIVIDER
分圧回路
直列の「電圧が分かれる」性質を使って、欲しい電圧を作る回路です。センサーの値を ADC で読むときや、可変抵抗（ボリューム）の仕組みそのものです。
分圧回路の基本。R1 と R2 の接続点から電圧を取り出します。R2 の割合が大きいほど Vout は Vin に近づきます。
例：5V を R1 = 10kΩ、R2 = 20kΩ で分圧 → Vout = 5 × 20 ÷ 30 = 3.33V。
04 — LEDS
LED を複数つなぐとき
- 並列に 1 本の抵抗で複数 LED → NG。Vf のばらつきで明るさが偏る。LED ごとに抵抗をつける
- 直列は「電源電圧 > Vf の合計」が必要。赤 LED 2 個（約 4V）+ 抵抗なら 5V で OK、3.3V では光らない
- マイコンの GPIO 1 本で複数 LED を並列に光らせると電流上限を超えやすい。合計電流を計算する
05 — WATCH OUT
注意点
抵抗を並列に増やすほど電流が増えます。電源や GPIO の許容電流に注意します。
負荷がつながると計算どおりの電圧になりません。電源が欲しいときはレギュレータを使います。
06 — CHECK YOURSELF
理解チェック
Q1220Ω を 2 本直列にすると合成抵抗は？答えを見る
220 + 220 = 440Ω
Q2220Ω を 2 本並列にすると合成抵抗は？答えを見る
1/R = 1/220 + 1/220 → R = 110Ω
Q33.3V を 10kΩ と 10kΩ で分圧すると Vout は？答えを見る
3.3 × 10 ÷ 20 = 1.65V（ちょうど半分）