電気の基礎

電気の基礎・基本、オームの法則を勉強しよう 電圧=電流×抵抗

このテーマに入る前に、ブレーカーが落ちる原因は電気を知れば分かるをご覧いただけると話が分かりやすいと思います。

電気を学ぶ上で避けては通れない オームの法則について

ひよこくん
ひよこくん
中学生の頃に勉強したことがあると思うけど、今一度オームの法則について勉強してみよう

電圧【V】と電流【I】の間には、以下のような関係が成り立ちます。

電圧【V】 = 電流【I】 × 抵抗【Ω:オーム】

上の式は、電気関連知識の中で最も重要なオームの法則です。抵抗【Ω:オーム】という言葉が出てきましたが、抵抗とは電流の流れにくさのことです。つまり、抵抗【Ω】が小さいと電流を通しやすいです。例としては金、銀、銅、アルミニウム等の金属で、抵抗値はほぼ0Ωです。電線の電気を通す部分が金属の銅で出来ているのは、抵抗が小さく電流を流しやすいからです。

反対に抵抗【Ω】が大きいと電流を通しにくいのですが、例としてはゴム、ガラス、プラスチック等で、ゴムの抵抗値は1cmあたり約1015 Ωもあります。

身近な水を使ってオームの法則を例えてみると、キッチンの排水溝にゴミが溜まる(抵抗が大きい)と、水の流れる量が少なく(電流が小さい)なるというイメージに近いと思います。つまり、抵抗が大きいなら電流は小さい、抵抗が小さいなら電流は大きくなります

導体(電流を通しやすい)と絶縁体(電流を通しにくい)について

導体とは電流を通しやすい物のことで、金、銀、銅、アルミニウム等が導体に該当します。上写真は電気配線用のケーブルですが、ケーブルの被覆を剥いている銅がむき出しの先端部分は導体になります。この導体の部分を通って電流を送っています。

反対に、絶縁体とは電流を通しにくい物のことで、ゴム、ガラス、プラスチック等が絶縁体に該当します。上写真ケーブルの被覆(芯線を包み込んでいる灰色、黒色、白色の部分)はゴム製であり、絶縁体になります。電流が流れているケーブルの芯線を触ると感電してしまいますが、抵抗値が非常に高い被覆の部分ならば人間が触っても電流がほとんど流れないため、感電することはありません。電気が通っているコードを触っても感電しないのは、被覆のゴムが電気を通しにくい絶縁体で出来ているからです。

  • 電圧【V】 = 電流【I】 × 抵抗【Ω:オーム】
  • 導体とは電流を通しやすい物のことで、金、銀、銅、アルミニウム等
  • 絶縁体とは電流を通しにくい物のことで、ゴム、ガラス、プラスチック等
  • 電圧が同じ場合はオームの法則より、抵抗小なら電流大となり、抵抗大なら電流小となる

オームの法則を使って問題を解いてみよう

オームの法則を使って、電球の抵抗【Ω】を求めてみましょう。その前に、電力(ワット【W】)のおさらいをしておきます。

  • 電力(ワット【W】)÷ 電圧(ボルト【V】)= 電流(アンペア【A】)
例題1
解説

電圧が1.5Vの乾電池に、電力が1.5Wの豆電球を電線にて繋いだ時の図になります。この時の電球の抵抗【Ω】を求めてみましょう。厳密に言うと電線にも抵抗【Ω】がありますが、電線は導体で抵抗値は非常に小さいので、今回の例題では無視しましょう。

電球に流れる電流【A】を求めます。 1.5W ÷ 1.5V = 1A

オームの法則より、抵抗【Ω】を求めます。1.5V ÷ 1A = 1.5Ω

 

例題2
解説

電圧が100Vのコンセントに、電力が10Wの豆電球を電線にて繋いだ時の図になります。この時の電球の抵抗【Ω】を求めてみましょう。今回も電線の抵抗は無視します。

①電球に流れる電流【A】を求めます。 10W ÷ 100V = 0.1A

②オームの法則より、抵抗【Ω】を求めます。100V ÷ 0.1A = 1,000Ω

 

オームの法則は電気関係の資格の問題にも頻出します。しっかりマスターしましょう。

資格のことから身近なことまで、電気に関する質問を募集していますので、何かありましたらコメントまでよろしくお願いします。面白い質問があれば記事にしたいと思います。

ABOUT ME
sumato
電気関係の仕事をしています。設計・積算・現場管理など。資格マニアです。 【取得済】 電験三種・エネルギー管理士・第二種電気工事士・消防設備士乙6 【受験中】 1級電気工事施工管理技士(一次試験突破)・ 電験二種(一次試験突破の見込み)