オームの法則

電流と電圧の関係

電気抵抗

電流の流れにくさを表す量を電気抵抗という。単位はΩ(オーム) 電気抵抗は物質の種類によって異なる。

オームの法則とは

抵抗器や電熱線を流れる電流は、加えた電圧に比例する。この関係をオームの法則という。
オームの法則
電圧(V) = 電流(A) × 電気抵抗(Ω)

オームの法則の覚え方

次のような図を使うと覚えやすい。
電流を出したいとき、Aを押さえると 電流(A) = 電圧(V)抵抗(Ω)
電圧を出したいとき、Vを押さえると　電圧(V) = 電流(A) ×　抵抗(Ω)
抵抗を出したいとき、Ωを押さえると　抵抗(Ω) = 電圧(V)電流(A)
× A V Ω 電流(A) = 電圧(V)抵抗(Ω) 電圧(V) = 電流(A) ×　抵抗(Ω) 抵抗(Ω) = 電圧(V)電流(A)

オームの法則の使い方

抵抗が1つ

抵抗が1つのときはオームの法則の公式にあてはめて計算する。
ただし、電流がmAのときは Aに直さなければならない。1000mA = 1A
【例】
(1)電圧を求める
公式から　電圧 = 電流×抵抗なので
電圧 = 0.3 × 10 = 3.0
答 3.0V

(2) 電流を求める
公式から　電流 = 電圧抵抗なので
電流 = 36 = 0.5
答 0.5A

(3) 抵抗を求める。
電流100mAは0.1Aとして計算する。
公式から　抵抗 = 電圧電流なので
抵抗 = 1.50.1 = 15
答15Ω 【確認】数字入れ替え
(1)電圧を求めよ。

○☓
(2)電流を求めよ。

○☓
(3)抵抗を求めよ。

○☓

直列回路の計算問題

直列回路では電流はどこも等しく、電圧は和になる。
直列回路は枝分かれしないので、電流はどの部分でもすべて同じ値である。
電圧は、抵抗1にかかる電圧と抵抗2にかかる電圧の和が電源電圧になる。
問題では各抵抗にかかる電圧と、電流をひとつひとつすべて出していくとよい。 【例1】
電源電圧、抵抗2の抵抗値を求める。
抵抗1、抵抗2のそれぞれに流れる電流、かかる電圧を求める。
直列回路は電流がどこも等しいので、抵抗1、抵抗2ともに0.5A
すると抵抗1は2Ωで0.5Aなのでオームの法則から、
電圧が 2×0.5 = 1Vとわかる。
また抵抗2は電圧2V,0.5Aなのでオームの法則から、
抵抗が2÷0.5 = 4Ωとわかる。
電源電圧は各抵抗にかかる電圧の和なので　1+2=3Vとなる。

【例2】
抵抗2の抵抗値を求める。
抵抗1、抵抗2のそれぞれに流れる電流、かかる電圧を求める。
直列の電圧は和になるので、電源電圧6Vで、抵抗2に2V
かかっているので抵抗1には4Vがかかる。
抵抗1は8Ωで4Vなのでオームの法則から
電流が4÷8 = 0.5Aとなる。
直列は電流が等しいので抵抗2も0.5A
すると抵抗2は2Vで0.5Aなのでオームの法則から
抵抗は　2÷0.5 =4Ω 【確認】数字入れ替え
(1) xの値を求めよ。

x=○☓
(2) xの値を求めよ。

x=○☓

並列回路の計算問題

抵抗が並列つなぎでつながっていると加わる電圧が等しい。
そのため図のような並列回路では各抵抗にかかる電圧は
電源電圧と等しくなる。
枝分かれする回路では、電流は各枝に別れて流れるので
別れた後の電流の和が、別れる前の電流と等しくなる。
図の場合、I1+I2=Iとなる。
【例1】
抵抗1の抵抗値を求める。
枝分かれ前の電流が2Aで、片方の枝が0.5Aなので
もう一方の枝に流れる電流は 2-0.5 =1.5A
この1.5Aは10Ωの抵抗2に流れるのでこの抵抗2にかかる電圧は
オームの法則より 1.5×10=15V
並列つなぎでは電圧が等しいので抵抗1にかかる電圧も15Vである。
抵抗1には0.5Aが流れているので
オームの法則より15÷0.5=30Ω 【確認】数字入れ替え
(1) xの値を求めよ。

x=○☓
(2) xの値を求めよ。

x=○☓

直列、並列の合成抵抗

直列につないだ抵抗の合成抵抗は各抵抗の和になる。
直列の合成抵抗
R = R₁ + R₂ + ・・・
並列につないだとき、各抵抗の逆数の和が合成抵抗の逆数になる。
並列の合成抵抗
1R = 1R₁ + 1R₂ + ・・・
≫ 並列の合成抵抗の導き方

【例1】
電源電圧を求める。
並列の合成抵抗は、各抵抗の逆数の和が合成抵抗の逆数なので
130+ 110 = 430
合成抵抗は 304 = 7.5Ω
全体抵抗が7.5Ωで、枝分かれ前の電流が0.8Aなので、オームの法則から
電源電圧は 0.8×7.5 =6V
【確認】数字入れ替え
(1) xの値を求めよ。

x=○☓
(2) xの値を求めよ。

x=○☓