中学校では、「オームの法則」について学習しますが、公式を使いこなすことはできていますか?
この記事では、「オームの法則とは」「オームの法則の公式」「オームの法則の計算」などについて解説しています。
それでは早速、「オームの法則」について、一緒に学習していきましょう!
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0. 「電流の性質」の記事 一覧
「電流の性質」の単元に関係する記事の一覧です!
今、学習している内容がどこにあたるか確認しておきましょう!
1. オームの法則とは
〇 オームの法則
「電熱線に流れる電流と電圧が比例の関係にある」という法則のこと。
1つの回路に流れる電流と電圧には、「比例関係」があります。
これを「オームの法則」といいます。
例えば、下図のように、電圧4Vをかけたとき、電流2Aが流れる回路があるとします。
この回路の電圧を2倍にすると、電流も2倍になります。
さらに、この回路の電圧を3倍にすると、電流も3倍になります。
このように、「電流」と「電圧」のどちらかが2倍、3倍…と変化したとき、もう一方も2倍、3倍と変化することを「比例関係」といいます。
「オームの法則の覚え方」について学習したい方は、こちらの記事も参考にしてください。
2. オームの法則の公式
オームの法則の公式は、次のように表されます。
V[V]= R[Ω] × I[A]
( V:電圧、R:電圧、I:電流、[ ]の中は単位 )
この公式では、「電圧(V)」「電流(A)」のほかに、「抵抗(R)」というものでできています。
まずは、この3つがなにものなのかを簡単に確認しておきましょう!
・電気の流れのこと。
・単位は「A(アンペア)」。
・記号では、「I(intensity of electricity の頭文字)」で表す。
〇 電圧( V )
・電流を流すはたらきのこと。
・単位は、「V(ボルト)」。
・記号では、「V(volt の頭文字)」で表す。
〇抵抗( R )
・電気の流れにくさを表す量。
・単位は、「Ω(オーム)」。
・記号では、「R(resistance の頭文字)」で表す。
オームの法則の公式は次のように、式の形を変えることもできます。
① オームの法則の3つの形
式の形を変えることで、「電圧(V)」だけでなく、「電流(A)」、「抵抗(R)」の値も求めることができます。
(1)電圧(V)を求める
V[V] = R[Ω] × I[A]
(2)抵抗(R)を求める
R[Ω] = V[V] ÷ I[A]
(3)電流(I)を求める
I[A] = V[V] ÷ R[Ω]
3. オームの法則の計算
それでは、実際にオームの法則を使った練習問題に挑戦してみましょう!
① 電圧(V)を求める問題
「電圧」を求めたいときには、次の公式を使います。
V[V] = R[Ω] × I[A]
この公式に、抵抗(R)=10Ω、電流(A)=5Aをいれると
V = 10 × 5 = 50[V]
したがって、この時の電源電圧は「50V」となります。
② 抵抗(R)を求める問題
抵抗(R)は、次の公式で求めることができます。
R[Ω] = V[V] ÷ I[A]
この式に、電圧(V)=20、電流(I)=5をいれると
R = 20 ÷ 5 = 4[Ω]
したがって、この抵抗器の抵抗は「4Ω」となります。
③ 電流(I)を求める問題
電流(I)は、次の公式で求めることができます。
I[A] = V[V] ÷ R[Ω]
この式に、電圧(V)=30、抵抗(R)=5をいれると
I = 30 ÷ 5 = 6[A]
したがって、この回路に流れる電流の大きさは「6A」となります。
4. まとめ
今回は、「オームの法則」について解説していきました!
最後に、今回のポイントを整理しておきましょう。
① オームの法則とは、「電熱線に流れる電流と電圧が比例の関係にある」という法則のこと。
② オームの公式は「 V[V] = R[Ω] × I[A]」である。
③ オームの法則は、「電圧(V)」だけでなく、「抵抗(R)」や「電流(I)」の値を求めることができる。
④ オームの法則の覚え方 → こちら!
最後まで読んでいただき、ありがとうございました!