電子工学

初めてのオームの法則(初心者向け)、基本的に、わかりやすく説明

初めてのオームの法則(初心者向け)、基本的に、わかりやすく説明

見えない電気 その法則・公式、もっと困惑しますよね、様々な電気の法則がありますが、知っておきたい電気の基本の法則・・・「オームの法則」があります。

本記事では、特に初めての方に向けた内容で、説明します。

準備

この法則は、電気の基本部分(電圧、電流など)の知識を少し要しますので、初心者の方は、各関連記事をご参照下さい。

 

オームの法則とは

  • 1781年 キャヴェンディッシュ(英) 電流と電位差の比例 定義を発見(未発表)
  • 1827年 ゲオルク・オーム(独) 同再発見、のち、理論の確立(発表)、
    その後「オームの法則」と呼ばれるようになった。

 

電気の3要素

下記要素を電気の3要素として、

電圧 「V」 ボルト  記号「E」 単位「V」
電流 「A」 アンペア 記号「I」 単位「A」
抵抗 「R」 アール  記号「R」 単位「Ω」

「電圧」・「電流」・「抵抗」 これら3要素の関係を公式で表したもの

オームの法則

「電流」の大きさは、「電圧」に比例し、「抵抗」に反比例する。

このときの、3要素の関係

それでは、いつもの水バケツの例に、公式をおきかえると

電流(I)

① 電流は、同じ電圧の時、抵抗が少なければ多く流れ、抵抗が大きければ少なく流れる。
② 電流は、電圧に比例し、抵抗に反比例する。
・ 電流(I) = 電圧(E) / 抵抗(R)

電圧(E)

① 電圧は、高さが高いほど、電流が多く流れる。
② 電圧は、電流(I)と抵抗(R)を掛け合わせる。
・ 電圧(E) = 電流(I) × 抵抗(R)

抵抗(R)

① 抵抗は、同じ電圧の時、電流が大きいと抵抗値が小さく、電流が少ないと抵抗値が大きくなる。
② 抵抗は、電圧に比例し、電流に反比例する。
・ 抵抗(R) = 電圧(E) / 電流(I)

 

覚え方

上記のように、いきなり複雑な定義で覚えるのに難色ある場合、次の手順の様な記憶の方法でもオススメいたします。

マークから記憶

 オームの法則、3要素からをそれぞれを覚える前に、今後以下の基本マークを「覚え」、「記憶」しましょう。
(私は、昔から公式、算数、数学と不得意です。オームの法則の数式を覚える前にこの方法で記憶し、初めてから~現在に至るまで、数十年間この考えで、数式に当てはめ、現在でも利用してます。)

このマークを、覚えて、覚えて、とにかく記憶してください!

 

 区切り中に演算子(÷・×)を関連付けします。

 

 求めたい要素に指を置き、それ以外の文字の表示で公式を導きます。

  • 電圧(E)を求めたいとき、
  • 電流(I)を求めたいとき、
  • 抵抗(R)を求めたいとき、

計算の前に

見えない電気を計算する、その前に、関連するイメージを簡素化して記号として表します。

電気の世界では、このように規格で定められた記号を用いて表現されます。

問題

数式では、単位を基準として計算します。実際に問題となる式を例に記述します。

電流

  • 10Vの電圧で、5Ωの抵抗が接続されている場合 流れる電流値は?

 答え:2Aとなります。

電圧

  • 5Ωの抵抗に2Aの電流か流れた場合 このときの電圧は?

 答え:10Vとなります。

抵抗

  • 10Vの電圧に2Aの電流か流れた場合 このときの抵抗値は?

 答え:5Ωとなります。

まとめ

オームの法則とは、「電圧」・「電流」・「抵抗」 これら3要素の関係

「電流」の大きさは、「電圧」に比例し、「抵抗」に反比例する。

以下の公式で求めることができる。

  • 電流(I) = 電圧(E) / 抵抗(R)
  • 電圧(E) = 電流(I) × 抵抗(R)
  • 抵抗(R) = 電圧(E) / 電流(I)
見えない電気の計算です。難しい公式から、無理に理解する前に、
マークから基本の計算等で慣れ親しんだ後、複雑な(合成回路など)の計算に取り組むことを、おすすめいたします。