オームの法則

オームの法則

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

理科物理電気オームの法則

解説

オームの法則は、導体の中を流れる電流の大きさが、その両端に加えられた電圧に正比例し、電気抵抗に反比例することを定義しています。具体的には「電圧(V) = 電流(I) × 抵抗(R)」という公式で表されます。この関係性を理解するために、よく「水の流れ」に例えられます。電圧は水を押し出す「水圧」、電流は流れる「水の量」、抵抗は「ホースの細さ」に相当します。水圧が強ければ水の量は増え、ホースが細ければ水の量は減るというイメージを持つと、比例・反比例の関係が理解しやすくなります。

実際の回路計算では、この式を変形して「電流(I)=電圧(V)÷抵抗(R)」や「抵抗(R)=電圧(V)÷電流(I)」として利用します。例えば、10Vの電圧をかけた回路に5Ωの抵抗がある場合、流れる電流は2Aとなります。また、複雑な回路であっても、直列つなぎなら抵抗値を合算し、並列つなぎなら各枝路の電流を合計することで、回路全体の挙動をこの法則に基づいて導き出すことが可能です。

コラム

回路の中に抵抗がほとんどないバイパスができてしまうと、電流が極端に大きくなる「ショート(短絡)」という現象が起こります。これは電流が抵抗の少ない道を優先して流れる性質によるものです。また、オームの法則がそのまま適用できるのは、温度変化が少ない金属などの「オーム抵抗」に限られます。半導体発光ダイオード(LED)などは、流れる電流の向きや電圧の大きさによって抵抗値が変化するため、単純な比例関係が成り立たない「非オーム抵抗」と呼ばれます。

小学生のみなさんへ

電気の通り道である「回路かいろ」には、電気を流そうとする力の「電圧であつ」、流れる電気の量の「電流でんりゅう」、そして電気の流れにくさを表す「抵抗ていこう」の3つが関係しています。

オームの法則ほうそくとは、この3つの関係をあらわしたルールです。電気を流す力が強くなれば(電圧であつが大きくなれば)、流れる電気の量(電流でんりゅう)も増えます。これを「比例ひれ」といいます。反対に、電気が流れにくくなれば(抵抗ていこうが大きくなれば)、流れる電気の量は減ってしまいます。これを「反比例はんぴれい」といいます。

このルールを式にすると「電圧であつ電流でんりゅう × 抵抗ていこう」となります。この式を使えば、電池や豆電球を使った実験で、どれくらいの電気が流れているかを計算で求めることができるのです。

ルラスタコラム

最近よく使われるLED(発光ダイオード)には、電気を流す向きが決まっているのを知っていますか?足の長い方を電池のプラス側に、短い方をマイナス側につなぐと光ります。逆にすると電気を通さない性質があるんですよ。

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