合成抵抗で電圧・電流は完全に逆転する：直列『電流ひとつ』／並列『電圧ひとつ』

この記事で身につくこと

回路図を見た瞬間、「ここは電圧が分かれるのか、電流が分かれるのか」で手が止まる——独学で理論をやっていると、ほぼ全員がここで一度つまずきます。合成抵抗の公式は覚えたのに、いざ問題を解くと V と I のどちらを共通に置けばいいのか分からなくなる。あの気持ち悪さの正体は、公式を覚えていないことではなく、直列と並列で「何が一定なのか」が完全に逆になるという一点を、言葉として持っていないことにあります。

逆に言えば、その一言さえ手に入れば、この単元はあっけないほど簡単になります。今回覚えるのは、たったこれだけです。

直列は「電流ひとつ」、並列は「電圧ひとつ」。

この記事を読み終えると、次の状態になります。

身につくこと	具体的にできるようになること
逆転法則	回路を見て「一定なのは V か I か」を即断できる
合成抵抗	直列は足し算、並列は和分の積、を意味ごと理解して使える
分圧	直列で各抵抗にかかる電圧を、抵抗の比だけで出せる
分流	並列で各枝に流れる電流を、抵抗の逆比で出せる
計器の接続	電流計は直列、電圧計は並列、を理由つきで説明できる

数式はほとんど出てきません。出てくるのは足し算・掛け算・割り算だけです。安心して読み進めてください。

暗記フレーズ：直列は電流ひとつ、並列は電圧ひとつ

試験会場で頭が真っ白になったとき、思い出すのはこの一言だけで十分です。

直列は「電流ひとつ」、並列は「電圧ひとつ」。

「ひとつ」とは、回路のどこを測っても同じ値であるという意味です。直列回路では電流がひとつしかない（＝共通）。だから残りの電圧のほうが分かれます。並列回路では電圧がひとつしかない（＝共通）。だから残りの電流のほうが分かれます。

つまり「ひとつ」と言われなかったほうが、必ず分かれる。この二段構えで覚えると、片方を思い出せばもう片方も自動的に出てきます。

ステップ1：なぜこの知識が「計算の入口」なのか

電験三種の計算問題は、見た目がどれだけ複雑でも、進む道は三段階に決まっています。

段階	やること	使う道具
①	抵抗 R を合成して、1個にまとめる	直列・並列のルール
②	電流 I または電圧 V を求める	オームの法則
③	電力 W、損失 W を求める	電力の式

最終的に問われるのは③の電力であることが多いのですが、その手前の①を間違えると、②も③も全滅します。逆に①さえ正確なら、あとは一本道です。

そして①の判断材料が、まさに「直列か、並列か」なのです。ここが今日の話が「入口」である理由です。②で使うオームの法則そのものが不安な方は、先に〈オームの法則は「公式円」で攻略！V=RIで電験計算の9割が片付く〉に目を通しておくと、この先の計算がぐっと軽くなります。

ステップ2：今日の核心——直列と並列は「完全に逆」

直列と並列では合成抵抗の求め方が変わります。そしてそれに引きずられて、電圧が変わるのか、電流が変わるのかも、きれいに裏返る。ここが今日の核心です。

接続	暗記フレーズ	ルール
直列	直列は電流ひとつ	電流は一定、電圧が抵抗ごとに分かれる
並列	並列は電圧ひとつ	電圧は一定、電流が枝ごとに分かれる

対になっているので、片方だけ覚えれば残りは裏返すだけです。丸暗記する量は、実質「半分」でいいということになります。

ステップ3：直列接続①——電流は一本道、電圧は分け合う

直列接続は、抵抗が一本道に並んでいる形です。

$$I=I,V=V_1+V_2$$

電流のほうは、水の流れをイメージしてください。一本道の川なら、上流でも下流でも流れる水の量は変わりません。途中で水がどこかへ消えることはないからです。だから直列では、どこにテスターを当てても電流は同じ値になります。

電圧のほうは、電源の電圧を各抵抗が分け合っていると考えます。この「分け合う」ことを、分ける圧と書いて 分圧 と呼びます。

ステップ4：直列接続②——合成抵抗は「足し算」で増える

$$R=R_1+R_2$$

直列の合成抵抗は、ただの足し算です。増えることはあっても、減ることはありません。

理屈は「障害物リレー」で考えると腹落ちします。一本道に障害物（抵抗）が次々に現れる状態です。ハードルが増えれば増えるほど走者は走りにくくなり、タイムは伸びる。同じように、抵抗が増えれば電流（水）は流れにくくなります。

直列＝道が長くなる＝流れにくくなる＝合成抵抗は増える。

なお、合成抵抗の計算そのものに不安が残る方は、〈合成抵抗、ここで9割が挫折します。『積和（せきわ）』で一発攻略〉で計算パターンを一度おさらいしてから戻ってくると、この先が驚くほど楽になります。

ステップ5：直列接続③——分圧は「抵抗値に比例」

直列では電流 I が共通でした。ということは、各抵抗にかかる電圧はオームの法則をそのまま当てはめるだけで出ます。

$$V_1=R_{1}I,V_2=R_{2}I$$

共通の I が掛かっているだけなので、電圧は抵抗値にそのまま比例します。抵抗が2倍なら電圧も2倍。ここが分圧の本質です。

障害物リレーのたとえで言えば、大きすぎるハードルにぶつかったところでタイムを大きく食われる、というイメージです。大きな抵抗のところで、大きな電圧が消費されます。

ステップ6：並列接続①——電圧は共通、電流が枝分かれ

並列接続は、抵抗が枝分かれして並んでいる形です。直列とは、見事に逆になります。

$$V=V,I=I_1+I_2$$

電圧のほうは、「落差」でイメージすると分かりやすいです。同じ高さから水を落とすなら、どのルートを通っても落差は同じ。だから並列では、どの枝にも同じ電圧がかかります。

電流のほうは、川が分かれる姿そのものです。全体の水量が、それぞれの枝に分配される。合計すればもとの量に戻ります。

ステップ7：並列接続②——合成抵抗は「和分の積」で小さくなる

抵抗2個の並列合成は、次の式です。

$$R=\frac{R_1{R}_2}{R_1+R_2}$$

これが有名な 和分の積、通称「積和（せきわ）」です。覚え方は単純で、上が積、下が和。「せき・わ」の順に唱えるだけです。順番を逆にすると答えが合わなくなるので、口に出して覚えてしまうのが結局いちばん早い。

そして必ず押さえてほしいのが、並列にすると合成抵抗は必ず小さくなるという事実です。理由は水の抜け道で考えれば当たり前で、通り道が増えるほど全体としては流れやすくなるからです。

直列＝道が長くなる＝流れにくい。並列＝道が増える＝流れやすい。

計算結果が「元のどの抵抗よりも小さい値」になっていなければ、それは計算ミスです。この検算だけで、並列のうっかりミスはかなり潰せます。

ステップ8：並列接続③——分流は「抵抗値に反比例」

並列では電圧 V が共通でした。ということは、各枝の電流もオームの法則をそのまま当てはめれば出ます。

$$I_1=\frac{V}{R_1},I_2=\frac{V}{R_2}$$

今度は R が分母にいるので、電流は抵抗値に反比例します。抵抗が小さい枝、つまり通りやすい道ほど、たくさんの電流が流れる。当たり前といえば当たり前ですが、この「当たり前」を式で確認しておくことが大切です。これが 分流 です。

分圧は比例、分流は反比例。この対の関係で覚えておくと、本番で取り違えません。

ステップ9：直列 vs 並列 完全比較マトリクス

ここまでの内容を、1つの表にまとめます。試験直前に見返すなら、この表だけで足ります。

項目	直列接続	並列接続
電圧 V	分かれる（V ＝ V1 ＋ V2）	一定（V ＝ V）
電流 I	一定（I ＝ I）	分かれる（I ＝ I1 ＋ I2）
合成抵抗	増える（R1 ＋ R2）	小さくなる（和分の積）
各抵抗の値の決まり方	電圧は抵抗に比例（分圧）	電流は抵抗に反比例（分流）
イメージ	一本道に障害物が並ぶ	川が枝分かれする
暗記フレーズ	電流ひとつ	電圧ひとつ

上から2行を見てください。電圧と電流の欄が、きれいに入れ替わっています。この「逆転」こそが今日の全てであり、ここさえ体に入れば、複雑に見える回路でも「どこが直列で、どこが並列か」を切り分けるだけで解けるようになります。

なお、直列と並列が入り組んだ形の代表例がブリッジ回路です。この逆転法則に慣れてきたら、〈ブリッジ平衡回路を瞬殺！「積のクロス」で複雑回路を一発解決〉に進むと、次の一段が見えてきます。

ステップ10：実践知識——計器の接続が「逆」な理由

「電流計は直列、電圧計は並列」。これを丸暗記して、本番で逆に書いてしまう方が本当に多い。でも今日の法則を知っていれば、暗記する必要はありません。

計器	つなぎ方	理由
電流計	回路に直列	直列なら電流はどこでも一定。だから回路を流れる電流をそのまま測れる
電圧計	部品に並列	並列なら電圧は共通。だからその部品にかかっている電圧をそのまま測れる

つまり、測りたい量が「ひとつ（共通）」になるつなぎ方を選んでいるだけなのです。電流を測りたいなら電流がひとつになる直列。電圧を測りたいなら電圧がひとつになる並列。理屈がわかれば、二度と迷いません。

理論で学んだことは、必ず実務や実技とつながっている。この単元は、その好例です。

まとめ

今日の内容は、結局この一言に収まります。

直列は「電流ひとつ」、並列は「電圧ひとつ」。言われなかったほうが分かれる。

そこから芋づる式に、次のことが全部出てきます。

• 直列は電圧が分かれる → 分圧 → 電圧は抵抗に比例
• 並列は電流が分かれる → 分流 → 電流は抵抗に反比例
• 直列の合成抵抗は足し算で増える
• 並列の合成抵抗は和分の積で小さくなる
• 電流計は直列、電圧計は並列（測りたい量を共通にする）

公式を5つ暗記するのではなく、フレーズ1つから5つを引き出す。これが独学で理論を乗り切るいちばん確実なやり方です。回路計算が苦手だったのは、あなたの理解力の問題ではなく、この一言に出会っていなかっただけです。

⚠ ここを間違える人が多い

この単元で失点する原因は、ほぼ次の3つに集約されます。どれも「知らなかった」ではなく「うっかり逆にした」で落とすタイプなので、事前に潰しておく価値があります。

❌ 並列の合成抵抗を、足し算してしまう

❌ こう思いがち：抵抗が2個あるのだから、とりあえず足す。 ✅ 正しくは：並列は必ず元のどの抵抗よりも小さくなります。10Ωと15Ωの並列なら、答えは6Ωで、10より小さい。計算し終えたら「一番小さい抵抗より小さいか？」を必ず確認してください。これだけで並列のミスは激減します。

❌ 「抵抗が大きいほうが、電力も大きい」と決めつける

❌ こう思いがち：$P=I^{2}R$ の形が頭にあるので、R が大きいほうが電力も大きいはずだ。 ✅ 正しくは：その抵抗で共通なのが V か I かで、使うべき式が変わります。並列につながれた2つの抵抗なら、共通なのは電圧のほうです。したがって $P=V^2/R$ で比べることになり、抵抗が小さいほうが電力は大きいという、直感と逆の結果になります。逆に直列なら電流が共通なので、$P=I^{2}R$ で比べ、抵抗が大きいほうが電力も大きくなります。

つまり電力の比較でも、出発点は「直列は電流ひとつ、並列は電圧ひとつ」なのです。

❌ 一部だけ見て、回路全体を直列（並列）と決めつける

❌ こう思いがち：図の左半分が直列だったので、この回路は直列だ。 ✅ 正しくは：実際の試験問題は、直列と並列が組み合わさった形で出ます。まず並列部分を1個の抵抗にまとめてから、直列として足す。この順序で処理すれば、複雑に見えても手が止まりません。回路図に「ここは並列」「ここは直列」と書き込みながら進めるのが、独学者にはいちばん安全です。

過去問ではこう出た

この単元は、単独で問われることもあれば、電力計算の前提としてさりげなく問われることもあります。直近では次の出題があります。

年度	問番号
令和7年下期	問5

出題のされ方には、ある傾向があります。「合成抵抗を求めよ」とストレートに聞くだけの問題は減っていて、直列・並列の性質を正しく見抜いた上で、電流・電圧、さらには消費電力の大小を比較させる形が主流です。つまり合成抵抗はゴールではなく、途中の足場として使われます。

だからこそ、公式を暗記しただけでは足りません。「この抵抗で共通なのは電圧か、電流か」を毎回自分に問いかける癖をつけておくと、応用問題でも取りこぼしません。

まずは手を動かして、実際の出題に触れてみてください。

電験ジムで実際に解いてみる

よくある質問

Q. 抵抗が3個以上の並列のときも、和分の積で計算していいですか？

和分の積は、あくまで抵抗2個のときの式です。3個以上をいっぺんに当てはめると間違えます。

やり方は2つあります。ひとつは、まず2個を和分の積でまとめ、その結果と3個目をもう一度和分の積でまとめる、という2個ずつの繰り返し。もうひとつは、逆数の和を使う正攻法です。

$$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}$$

試験では2個ずつ処理していくほうが、計算ミスが少なくて済むことが多いです。ただし最後に必ず「元のどの抵抗よりも小さくなったか」を確認してください。

Q. 「電流はどこでも一定」と言われても、抵抗を通ったら減る気がします

とても自然な感覚ですが、減るのは電圧であって、電流ではありません。

抵抗は電気の通り道を狭くするものであって、電気を消してしまう装置ではないからです。一本道の川で、途中に岩がゴロゴロしている場所があったとしても、そこを通り抜けた水の量は上流と同じですよね。流れにくくはなりますが、水そのものが消えるわけではない。

抵抗を通ることで失われる（消費される）のは、押す力である電圧のほうです。ここを取り違えると分圧の理解が崩れるので、「減るのは電圧、通り抜けるのは電流」と整理しておいてください。

Q. 回路図が複雑で、どこが直列でどこが並列か見分けられません

見分けの基準はシンプルです。枝分かれがあるかどうかだけを見てください。

• 途中で分かれ道がなく、一本の道として最後までたどれる → 直列
• 途中で道が分かれ、その先でまた合流している → その部分が並列

慣れないうちは、電源のプラス側から指でなぞってみるのが確実です。指が1本の線でゴールまで行けるなら直列、途中で「どっちに行こう」と迷う場所があれば、そこが並列部分です。そして並列部分を見つけたら、その場で和分の積を計算して1個の抵抗に書き換えてしまう。回路図をどんどん簡単に書き直していくのが、遠回りに見えて最短ルートです。