オームの法則
カワウソ先生V=IRの形を1つ覚えれば、I=V/RもR=V/Iも式を変形するだけで出てくるよ。
30秒でつかむ
- 電熱線や抵抗を流れる電流Iは、かかる電圧Vに比例する。式で書くとV=IR(Rは抵抗)。
- 抵抗Rが同じなら、電圧を2倍にすると電流も2倍になる。電圧が同じなら、抵抗を大きくするほど電流は小さくなる(反比例)。
- V=IRを変形すると、I=V/R(電流の求め方)、R=V/I(抵抗の求め方)になる。どの形も同じ関係を表している。
詳しく
公式
電圧をV、電流をI、抵抗をRとすると、V=IR の関係が成り立つ。これをオームの法則という。
電流を求めたいときはI=V/R、抵抗を求めたいときはR=V/Iと、同じ式を変形して使う。
単位はV(ボルト)・A(アンペア)・Ω(オーム)。V=IRの式は、この3つの単位のときにそのまま使える。
例題
例題1:抵抗5Ωの電熱線に10Vの電圧をかけると、流れる電流は? I=V/R=10/5=2A。
例題2:0.5Aの電流が流れている抵抗8Ωの電熱線にかかっている電圧は? V=IR=0.5×8=4V。
例題3:12Vの電圧をかけたら3Aの電流が流れた電熱線の抵抗は? R=V/I=12/3=4Ω。
なぜそうなるか
抵抗は、電流の流れにくさを表す。水道のパイプが細くなるほど水が流れにくくなるのと同じで、抵抗が大きいほど同じ電圧でも電流は小さくなる。
電圧は、電流を流そうとする力の大きさ。ポンプの力を強くするほど水が多く流れるように、電圧を大きくするほど電流は大きくなる。
V=IRのグラフ(横軸V・縦軸I)は原点を通る直線になり、傾きが1/R(抵抗の逆数)になる。抵抗が一定なら、電圧と電流はいつも比例の関係になる。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/ohms-law/?from=print#quiz
抵抗5Ωの電熱線に10Vの電圧をかけると、流れる電流はどれか。
- ◯ 0.5A
- ◯ 2A
- ◯ 5A
- ◯ 50A
正解:2A
I=V/R=10/5=2A。抵抗8Ωの電熱線に0.5Aの電流が流れているとき、かかっている電圧はどれか。
- ◯ 0.0625V
- ◯ 4V
- ◯ 8.5V
- ◯ 16V
正解:4V
V=IR=0.5×8=4V。12Vの電圧をかけたら3Aの電流が流れた電熱線の抵抗はどれか。
- ◯ 0.25Ω
- ◯ 4Ω
- ◯ 9Ω
- ◯ 36Ω
正解:4Ω
R=V/I=12/3=4Ω。電圧が一定のまま、抵抗を大きくすると、流れる電流はどうなるか。
- ◯ 大きくなる
- ◯ 0になる
- ◯ 小さくなる
- ◯ 変わらない
正解:小さくなる
電流は抵抗に反比例する(I=V/R)。電圧が同じなら、抵抗が大きいほど電流は小さくなる。
単元のポイント
- オームの法則 V=IR(電圧=電流×抵抗)
- 電流の求め方 I=V/R
- 抵抗の求め方 R=V/I
- 比例・反比例 電流は電圧に比例し、抵抗に反比例する