物理

オームの法則の公式と計算方法【中学 理科】

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!

【「電流の性質」の記事 一覧 】


1. オームの法則とは

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。

【オームの法則の公式】

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!

電流( I )
・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。

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。

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

 問題1
回路に、抵抗10Ωの抵抗器をつないだところ、5Aの電流が流れた。この時の電源電圧[V]を求めなさい。

「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

 問題2
電源電圧が20Vに抵抗が分からない抵抗器を1つつなげたところ、5Aの電流が流れた。この抵抗器[Ω]の抵抗を求めよ。

 
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

 問題3 
電源電圧30Vの回路に、5Ωの抵抗器をつないだときに流れる電流の大きさ[A]を求めよ。

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。

【今回のポイント】

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!

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