トーク:中学校理科 第1分野/電流と磁界

電気回路の並列の両辺の長さは同じでなければならないのか

利用者:すじにくシチュー です。

ツイッターで仕入れた情報によると、現在の中学理科教育では、並列回路の両辺の長さは同じでなければバツにする教員がいるらしいです。（ http://togetter.com/li/900291 ）

では、実のところ、並列回路図の書き方は、どうあるべきでしょうか。

個人的には、

• 電圧計で計りたい場所に「並列」に接続することを考えれば、答えは分かる。この場合、「並列」の定義には、長さの情報はない。
• 「両辺の抵抗値が同じ」という意味も、並列という言葉の定義には、まったく無い。たとえば並列部分の片方の辺にはコイルを接続し、もう片方の辺にはコンデンサを接続するなどの場合もある。
• このように、たんにトポロジー的な関係を示した情報に過ぎない。高校・大学の物理でも、工業高校・大学電気工学科でも、そう教わるはずだし、そう計算練習をするはず。
• むしろ電気工学・電子工学ではトポロジーを重視し、最近では離散数学のグラフ理論を教育するぐらいである。

工場の実務の工業製図でも、業界にもよるでしょうが、私が経験した工場では、もし長さ情報を含む電気回路の図面を書く場合は、機械加工図として記述します。電気回路図では、長さ情報を記述しません。つまり、この場合の図面の枚数は2枚、つまり製図者が製図する図面の枚数は2枚がすくなくとも必要であり、1枚は機械加工図、もう1枚が電気回路図を製図するというわけです。

機械加工図は、加工製造者に向けて、どのような形の製品をつくるべきかを指示したものであり、けっして回路のインピーダンスなどの仕様説明は目的には含まれていません。

機械加工図からでも、加工目的のため接続指示されてるデバイスの型番などからインピーダンスなどの情報が分かる場合もありますが、あくまでも「場合もある」ってだけです。機械加工図だけではインピーダンスが分からない場合もあります。

たとえ機械加工図からインピーダンスなどが分かる場合であっても、加工図に書かれてる他の情報との混同をふせぐため、あらたに回路図を書くことが、私の職場では普通でした。なぜなら加工図に書かれる情報の種類は、けっこう膨大です。「長さ」だけでなく、精度、表面粗さ、材質、部品の型番、・・・などの様々な情報を書くわけです。

このような多様な情報をもつ機械加工図の中から、電気回路だけを読み取るのは、時間の無駄ですし、読解ミスの原因にもなります。だから、わざわざ、電気回路図を別個に用意して、時間の効率化、およびミスの削減をするわけです。

もし、回路が複雑すぎて電気回路図だけでは分かりづらい場合、さらに「システム図」とでも呼ばれるものを付けて図面で説明したうえで、そのうえさらに「仕様書」などの文章でも説明するわけです。

また、このようなトポロジー的な図面は、電気回路だけでなく、コンピュータ装置の信号の流れを説明する信号フロー図を書くし、あるいは流体機器のガスの流れを説明するガスフロー図などでも、「フロー図」というものを書きます。これらのフロー図には、長さの情報は含まれません。長さの情報を書く場合は、機械加工図で説明します。--すじにくシチュー (トーク) 2015年11月15日 (日) 07:20 (UTC)