中学校技術/エネルギー変換に関する技術を活用した製作品の設計・製作

電気回路の例編集

三路回路編集

三路回路(さんろかいろ、three-way switch)とは、2箇所のスイッチで、ひとつの同じ電気部品のオン・オフの切り替えが共有できる、2個の切り替えスイッチのことである。3回路スイッチとも言う。 たとえば、階段の照明のスイッチなどに使われることが多い。階段の照明スイッチに使われる場合は、階段の上り始めと、上り終わりりにある照明のスイッチの仕組みが、三路回路であることが多い。

3回路スイッチのしくみは、以下のような仕組みである。階段の照明のスイッチを例として、考える。

  • パターン1
 
三点スイッチ。この場合は、照明は、ついていない。仮に、この接続状態を「パターン1」とする

AとBが、照明のスイッチ部分である。説明の都合のため、Aを階段の下側のスイッチとする。Bを階段の上側のスイッチとする。

スイッチAの接続先の配線には2通りの道があるが、どちらに接続してもスイッチは、その状態で安定である。スイッチBも同様に、2通りの道のどちらに接続しても、スイッチBは安定する。

上の図のような接続の電灯回路の場合、A地点とB地点とは接続されていないので、照明はつかない。回路の状態を区別するため、便宜的に「状態1」と名付ける。

  • パターン2 
 
三点スイッチ。(パターン2)

パターン1の状態から、スイッチAを切り替えた場合、上の図のようにAとBとが、あいだにある道により、ひとつの回路としてつながるので、電灯がつく。この回路を階段の照明と見た場合は、たとえばA地点を階段の下側とすれば、階段の下側にいる使用者が、階段の照明を付けたことに相当する。

  • パターン3 
 
三点スイッチ。(パターン3)

使用者が、階段をのぼり終わって、階段上側にあるスイッチBを切り替えることで、上の図のように回路の接続が絶たれるので、照明は消える。

 
三点スイッチ。(パターン 4-1)
  • パターン 4-1 :パターン3の状態のあと、階の下から、べつの使用者が登ってくる場合、Aを切り替えるので、上の図のように接続になり、回路がつながり、照明がつく。
 
三点スイッチ。(パターン 4-2)
  • パターン 4-2 :パターン3の状態のあと、階の上から、使用者がおりてくる場合、Bを切り替えるので、上の図のように接続になり、回路がつく。


パターン4-1とパターン4-2のどちらにせよ、使用者は、スイッチを切り替えるたびに、照明のオン・オフが切り替わる。


説明では、階段の照明を例にして説明したが、3回路スイッチの応用は、階段のスイッチでなくても良いし、照明の用途でなくても良い。