中2物理【オームの法則】


→【電流と電圧】←の単元をしっかり理解しておきましょう。

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1.オームの法則

■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こと。

1つの電熱線に流れる電流と電圧には比例の関係があります。
これをオームの法則と呼びます。

これを式にすると…

$$電圧(V)=(比例定数)×電流(A)$$

この比例定数には名前があって、抵抗と言います。
これは電流の流れにくさを意味します。
単位は[Ω(オーム)]。
※ドイツのオームさんの名前が由来です。

上の式を書き直します。

$$電圧(V)=抵抗(Ω)×電流(A)$$

となります。他にもこの式を変形すると

$$抵抗(Ω)=\frac{電圧(V)}{電流(A)}$$

$$電流(A)=\frac{電圧(V)}{抵抗(Ω)}$$

とできます。

これらの公式はとても大事!
必ず使いこなせるようにしよう!

2.オームの法則の計算問題

実際にオームの法則を使って問題を解いてみよう。
頭に入れておくべきポイントは2つ。


POINT①

「電流(A)・電圧(V)・抵抗(Ω)」のうち2つがわかっている抵抗(電熱線)をさがす
⇒オームの法則を使って、残り1つが求められる。


POINT②

電圧は1つの道筋で使い切って帰る
⇒間違いの原因はほとんど電圧を間違えてる。

※よくわからない人は→【電流と電圧】←を参考に。


以下に例題をのせます。
考えてみてくださいね。

【例題1】


電熱線Rの抵抗を求めなさい。


(答)
電熱線Rに流れる電流は5A、電圧は10Vです。(↓の図)

よってオームの法則より…

$$抵抗(Ω)=\frac{電圧(V)}{電流(A)}=\frac{10V}{5A}=2Ω$$
となりますね。

【例題2】


電熱線R2の抵抗を求めなさい。


(答)

電流の様子を書き足すと↓にようになります。

「電圧・電流・抵抗」のうち2つがわかっている電熱線を探します。
それはR1です。

R1に流れる電流は4A、抵抗は2Ωなので

$$電圧(V)=抵抗(Ω)×電流(A)=2Ω×4A=8V$$
の電圧がR1には加わっています。

電源の電圧は20VなのでR2には
$$20V-8V=12V$$
の電圧が加わっています。(↓の図)

またR2の電流は4Aだから

$$抵抗(Ω)=\frac{電圧(V)}{電流(A)}=\frac{12V}{4A}=3Ω$$
となります。

【例題3】


電熱線R1の抵抗を求めなさい。


(答)
電圧の加わり方は↓のようになります。
電源の電圧を1つの道筋で使い切って帰りますよね。

※よくわからない人は→【電流と電圧】←を参考に。


次に「電圧・電流・抵抗」のうち2つがわかっている電熱線を探します。
それはR2です。

R2の抵抗は5Ω、加わる電圧は60Vなので


$$電流(A)=\frac{電圧(V)}{抵抗(Ω)}=\frac{60V}{5Ω}=12A$$
の電流がR2には流れています。

全体の電流が32Aなので

$$32A-12A=20A$$
の電流がR1には流れていますね。

さらに電圧は60Vなので

$$抵抗(Ω)=\frac{電圧(V)}{電流(A)}=\frac{60V}{20A}=3Ω$$
となりますね。

【例題4】


電熱線R2とR3の抵抗を求めなさい。


(答)
流れている電流は次のようになります。

次に「電圧・電流・抵抗」のうち2つがわかっている電熱線を探します。
それはR1です。

R1の抵抗は1Ω、電流は12Aなので

$$電圧(V)=抵抗(Ω)×電流(A)=1Ω×12A=12V$$
の電圧がR1には加わっています。

電源の電圧は28Vなので28Vのうち12VをR1で使って
$$28V-12V=16V$$
の電圧が残っています。

これがR2に加わります。(↓の図)

R3にも加わります。(電圧は1つの道筋で使い切るので)


R2の電圧が16V、電流が8Aなので
$$R2の抵抗(Ω)=\frac{電圧(V)}{電流(A)}=\frac{16V}{8A}=2Ω$$

R3の電圧が16V、電流が4Aなので
$$R3の抵抗(Ω)=\frac{電圧(V)}{電流(A)}=\frac{16V}{4A}=4Ω$$

となります。(↓の図)

■このページのポイント

・「電圧=抵抗×電流」「抵抗=電圧/電流」「電流=電圧/抵抗」
・「電流・電圧・抵抗」のうち2つわかっている電熱線に注目。
・電圧の取り扱い注意。1つの道筋で使い切る。

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