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オームの法則

オームの法則『導体を流れる電流の強さは、その両端における電位差に比例し、抵抗に反比例する』は、電気回路における最も基礎的な法則です。
この関係は
電圧( E )=電流( I )×抵抗( R )  ・・・式1
という式で憶えておきましょう。
電圧は、水を入れたバケツでたとえられます。バケツを地面に置いたときは、電位差はゼロです。水をこぼしても何の仕事もしません。
そのバケツを上に持ち上げたとき地面からの高さが電位差になります(バケツの場合には位置エネルギーを得たことになります)
持ち上げたバケツの水をこぼしたら地面に落ちますが、水車の羽に水を落としたら水車が回りますね。これは水が水車に仕事をしたということになります。落ちる水が電流になります。
次に水車の回転する 軸に何かをつないで役立たせることを考えたらどうなるでしょう?
例えば、重い物を引っ張らせた場合、引っ張る物が重いほど水車は回らなくなります。これが抵抗です。 
水車の羽に水を落とした場合は、羽が回らなくても水は地面に落ちてしまいますが、羽を回さなければ地面に落ちないようにしてしまったら重い物を引っ張らせたら水は落ちません。 ということは、抵抗が大きい場合は水(=電流)が流れず、バケツに入った水もそのままで高い所にあります。
どうしても、水車を回したければ、バケツをもっと上にあげて勢い良く水を落とす(電位差を大きくする)か、水車の羽に多くの水を当てるしかありません。 ただし、水量を多くすることは電流を多くすることに当たりますが、電気抵抗が大きい場合は電圧を上げなければ電流は大きくなりません。ここが水車とは違います。

ここで、実際に抵抗を測ってオームの法則を使って計算をしてみましょう。
抵抗はテレビ・パソコン・ラジオ・電話などあらゆる物で使われていますが、 分解して取り出す訳にはいかないので、白熱電球を抵抗として使ってみます。 LED電球は外観は白熱電球に似ていますが電圧を下げる回路が入っているのでこの実験には使えません。
白熱電球は、タングステンなどの線に電気を流し、抵抗があるために熱くなって光を出すことを利用したものです。
抵抗を測る道具は、テスターと呼ばれるものがホームセンターなどで数千円で売られていますが、わざわざ買うほどのこともないので、学校で実験してください。
私は40ワット電球(消費電力38ワット)の抵抗をデジタルテスターで測ってみました。
すると、18.9オームでした。
家庭用100ボルト線につないで使う電球ですのでオームの法則の式に当てはめると
100(ボルト)=電流(アンペア−)×18.9(オーム)
電流=5.291アンペア−
ところで、電力(W)=電圧(E)×電流(I)  ・・・式2
という式が成り立つことが判っているので
40ワット電球に流れる電流5.291アンペア−を入れると
電力(W)=100(V)×5.291(A)
529ワットとなって、40ワット電球とは大違いですね。
実は、抵抗というのは温度が高くなると増すのです。
試しに、電球を点灯させてちょっと熱くなったら 、火傷しないように軍手などをして外して抵抗を測ってみてください。抵抗が増しているはずです。
100ボルトで点灯中の40ワット電球の抵抗は、計算上は263オームです。
式2に式1を代入すれば求められます





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