電圧はラベルではなく差である

2点で電圧を定義する

電圧は2点間の電位差です。「節点Aは3 V」とは、明示した基準、通常はグラウンドと名付けた節点に対して3 Vという意味です。グラウンドは計算上の基準で、自動的に大地への接続を意味しません。電池で駆動する回路では、基準全体が部屋に対して浮いていることもあります。

$V_{AB}=V_A-V_B$と定義します。Aが3.3 V、Bが1.2 Vなら、AからBへの電圧は2.1 Vです。計器のリードを逆にすると−2.1 Vです。負値は不可能な電気状態ではなく方向を伝えます。計算前に節点を名付け、各式で極性を保ちます。

最初の抵抗計算

理想抵抗のオームの法則は$V=IR$です。2.2 kΩの抵抗に1.5 mAが流れると電圧は3.3 Vで、$2200\times0.0015=3.3$です。ここではキロとミリが相殺しますが、指数が逆だからです。220 Ωなら同じ電流で0.33 Vです。結果が意外なら必ず基本単位で1行書いてください。

A (3.3 V) --- R = 2.2 kohm --- B (0 V)
                  I = 1.5 mA -->

この図はAからBへ正電流、抵抗の正電圧端子をAと定義します。2端子関係を示し、実電源が要求電流を供給できる保証ではありません。電源の電流制限、抵抗許容差、配線抵抗が結果を変える場合があります。

接続前に確認する

回路を接続したまま、2節点間に電圧計を置きます。有限の入力抵抗が別の回路枝になります。この負荷は後で計算します。コースでは3.3 Vまたは5 V電源の低電圧例を使います。測定前に電源値、基準、抵抗値、予想電圧を記録します。この習慣は配線ミスと計算ミスを区別します。