初めて見る人が理解できるオームの法則




この記事は次の項目について書いています。
• オームの法則を初めて見る人に理解できる方法を紹介します。
• 電気の問題と回路図について説明します。

オームの法則を初めて聞く人が理解する方法

オームの法則は、電圧と電流について知らないと理解がむずかしいと思います。
電圧と電流の違いについては、次を参照してください。

電圧と電流の違いは何?

2018.11.15
オームの法則は
「電流の大きさは、電圧に比例し抵抗に反比例する」ということから

\(\LARGE I=\cfrac{V}{R}\) と書くのが本スジです。

オームの法則の公式は、決してむずかしいものではないので、このままでも覚えられます。
しかし、ここでは水路を使って電圧と電流と抵抗が、どのように関係しているのかを理解することで、公式を覚えることにします。

オームの法則に登場する3つの要素

オームの法則を説明する前に、3つの要素について説明します。

電圧\(\cdots V\quad[\rm V]\)
記号を \(V\)(ブイ)単位を \([\rm V]\)(ボルト)といいます。

電流\(\cdots I\quad[\rm A]\)
記号を \(I\)(アイ)単位を \([\rm A]\)(アンペア)といいます。

抵抗\(\cdots R\quad[\rm Ω]\)
記号を \(R\)(アール)単位を \([Ω]\)(オーム)といいます。

電圧、電流、抵抗の関係を水路にたとえる

電圧、電流、抵抗の関係を次のような水路にしてみます。水路のフチから水がこぼれるとかはいわないでくださいね。

●電圧は高さが高くなるにつれて、電流を多く流すことができるのは感覚的にわかるでしょう。

電圧が同じなら
●電流は「抵抗が小さければ多く流れ」「抵抗が大きければ少なくなる」のも感覚的にわかると思います。

図をみてわかると思いますが
1.電流は電圧の大きさに比例します。
2.電流は抵抗の大きさに反比例します。
3.上の2つのことから
\(\LARGE I=V×\cfrac{1}{R}=\cfrac{V}{R}\) になります。

この式を変形すれば
\(\LARGE V=RI\) ですから、初めに紹介した「オームの法則の式」と同じになります。

さらに、この式を抵抗の式にすると
\(\LARGE R=\cfrac{V}{I}\) とすれば抵抗を求められます。

オームの法則
電圧を求める
\(\LARGE V=RI\quad[\rm V]\cdots(1)\)

電流を求める
\(\LARGE I=\cfrac{V}{R}\quad[\rm A]\cdots(2)\)

抵抗を求める
\(\LARGE R=\cfrac{V}{I}\quad[Ω]\cdots(3)\)

この中のひとつを覚えれば、他の式は変形すれば求められます。

電気の問題と回路図

電圧を求める場合

たとえば次のような、問題があるとします。
●電池に 6[Ω] の抵抗を接続したとき、2[A] の電流が流れました。電池の電圧 (V) を求めよ。

このような問題は、電気の回路図にすると次のように表現されます。

電圧を求めるので
\(\LARGE V=RI\quad[\rm V]\) が使えます。

\(V=6×2=12\) [V] になります。

電流を求める場合

12[V] の電池に 6[Ω] の抵抗を接続した時、流れる電流 (A) を求めよ。

電流の式が使えます。
\(\LARGE I=\cfrac{V}{R}\quad[\rm A]\)

\(I=\cfrac{12}{6}=2\) [A] になります。

抵抗を求める場合

12[V] の電池に抵抗をつないだら、2[A] の電流が流れました。抵抗(Ω) を求めよ。

\(\LARGE R=\cfrac{V}{I}\quad[Ω]\)

\(R=\cfrac{12}{2}=6\) [Ω] になります。

当たり前のことですが、電圧\(12\)[V]、電流\(2\)[A]、抵抗\(6\)[Ω] の回路で、どれを計算しても同じになります。

求めるものを、左辺に持ってきて式を変形すれば、電圧、電流、抵抗を求めることができるわけです。

以上で「初めて見る人が理解できるオームの法則」の説明を終わります。







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