キルヒホッフの第 1 法則(接続点)

方針

解答

⓪ 発想 — どう考え始めるか。 電流は「毎秒流れる電荷」——そして電荷は消えも湧きもしない(電荷保存則)。この当たり前を接続点に適用したのが第 1 法則である。

① 流出する電流。

$$I=4.0+2.0=6.0\mathrm{A}$$

② 理由。 もし流入>流出なら、接続点に毎秒電荷がたまり続け、電位が際限なく上がってしまう——実際の回路ではそうならず、接続点に電荷はたまらない。よって毎秒入る電荷と出る電荷は等しい。第 1 法則は電荷保存則の回路版である。

まとめ 「川の合流」の絵——支流の水量の和が本流になる。回路がどれほど複雑でも、すべての接続点でこの式が立つ。第 2 法則(電圧の一周)と合わせて 2 本柱になり、どんな回路も原理的に解ける——次の標準問題で本格運用する。

別解

水道管モデルで極端化するルート。 もし接続点で水(電荷)が消えるなら、その先の蛇口から水が出なくなる——直列回路の「どこでも同じ電流」も、実は第 1 法則(枝分かれのない接続点)の特別な場合である。

「電流はどこかで目減りする」という誤解(豆電球を 2 個直列にすると 2 個目が暗い、という小学生的誤解)を、この法則が正面から否定している——概念の再点検として価値がある。