部屋やフロアの照明スイッチの話です。

フロアの複数の壁に照明スイッチが付いていたり、階段の下の階と上の階、両方についてたりしますよね？

入室するときにスイッチを押すと照明が点灯し、もう一度押すと、消える。
部屋の別のスイッチを押しても消えます。

さて、2人の人が別々の出口から退室する際、電気を消すために、ほぼ同時にスイッチを押したとしましょう。
果たして、照明は消えるのでしょうか？
消えないのでしょうか？
一瞬だけ消えるのでしょうか？
それとも、壊れてしまうのでしょうか？

実験してみたくなった人は、この先は読まずに、誰かと一緒に試してみてください。
そして、どんな仕組みなのか話し合ってみると楽しいですよ？

大丈夫、壊れたりしませんから。
あ、でも、照明の寿命が僅かに縮まりますから、やりすぎ注意です。

 

 

 

さて、答えは…

 

 

 

一瞬だけ消える、です。ちょっとタイミングをずらせば、一旦消えて、また点くので、ここまでは誰もが納得でしょう。

しかし、限りなく同時なら違った結果になるのでは？
とか考えてしまいますよね？

でも、それは深読みというものです。

なぜかというと、構造が単純で、タイミングは関係無い様にできているからなのです。

勘の良い人は、もう何となくその造りが思い浮かんでいるかもしれません。

残念ながら、私は「はてなマーク」しか浮かばなかった人間でしたが、後日、たまたま回路図を見る機会があり、納得しました。

 

簡単に構造を説明しましょう。

最も単純なスイッチは、ON/OFFされる接点回路が1つしかありませんが、この照明スイッチには2つの接点回路が入っています。

これが1つ目のポイントです。

これを、スイッチ1の中に接点Aと接点Bがある、と表現することにしましょう。

部屋の反対側の壁には、スイッチ2があり、その中にも接点Aと接点Bがあります。
そして、スイッチを押すと（右に倒すと）、接点AがONからOFFに変わると同時に、接点BがOFFからONに変わる構造になっています。
もう一度、スイッチを押すと（左に倒すと）、接点AがOFFからONに変わると同時に、接点BがONからOFFに変わります。

memo：スイッチの接点の呼称

スイッチONすると接点が閉じるて通電する（closeになる）回路をmake接点と呼び、一般にaで表現します。
そして、スイッチをONにすると開いて電気が途切れる（Openになる）break接点と呼び、bで表現します。
2回路入りスイッチの部品裏面や回路記号には、make接点のピンにはa1、a2というピン番号が、break接点のピンにはb1、b2というピン番号が書かれています。

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スイッチ1の接点Aとスイッチ2の接点Bが接続されています。
スイッチ2の接点Aとスイッチ1の接点Bが接続されています。
クロスした２つの回路、というイメージです。

そして、2つの回路どちらにも電源と電灯が繋がっていて、どちらか一方の回路が通電すれば、電灯が点灯します。

これが2つ目のポイントです。

 

気づきましたか？

 

では、具体例を出しましょう。

まず最初は電灯が消えた状態、そして、スイッチ1もスイッチ2も左に倒れた状態、つまり、接点AがOFFで、接点BがONの状態です。

 

この状態で、スイッチ1を押しても2を押しても点灯するのはご存知の通りです。

スイッチ1を押したときの内部の状態としては、スイッチ1の接点AがOFFからONに変わり、接点BがONからOFFに変わります。

スイッチ2の接点BはONのままですから、スイッチ1の接点AのONにより、両方が通電状態となり、点灯に至ります。

 

続いてスイッチ2を操作すると、電灯が消せるはずですよね？

では内部の状態を見てみましょう。

現在、スイッチ2の接点AはOFF、接点BはON、という状態です。

一方、スイッチ1の接点AはON、接点BはOFFです。

この状態から、スイッチ2を押すと、接点AがONに変わり、接点BがOFFに変わります。

スイッチ2の接点BがOFFになるため、先ほど通電した回路が切断され、電灯が消えます。

これと同時に、スイッチ2の接点AがONになったわけですが、これと繋がっているスイッチ1の接点BがOFFなので、通電しません。

従って、電灯は消灯した状態になります。

 

面白いですよね。

知恵の輪みたいです。

これ、昔からあるんですよね、、、頭良いよなあ。。。だれが考えたんだろ。

だって、スイッチが3個と4個と増えた場合は…

 

ああ、だいぶ長くなったんで、今日はこのへんで。