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電流の計算・単位・電流計の使い方が読むだけでわかる!

電流

このページでは

  • 電流の単位
  • 電流計の使い方
  • 電流のイメージ
  • 直列回路と並列回路の電流

を学ぶことができるよ!

また、このページは中二理科の

電気の単元の2ページ目なんだ。

全てのページを読むと電気の学習が完璧になるよ。

ぜひチャレンジしてみてね!

自己紹介

さわにい」といいます。元中学理科の教員

現在は毎月30万人が利用する理科サイトの運営者です。

登録者8万の教育YouTuberでもあります。

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このページの内容は、私が書いた本でも勉強することができます!

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それでは電流の学習スタート!

タップできる目次

電流の単位

では「電流の単位」の学習から始めるよ。

ねこ吉

先生!単位ってなんですか!?

単位はとっても簡単☆「数字の後につけるもの」のことだよ。

例えば、日本のお金の単位は何かわかる?

ねこ吉

」かな?

そうそう。

日本では、「100」「1万」のように、数字の後に「」をつけるね。

この数字の後についているのが単位なんだ。

この単位って、とっても便利なんだよ!

ねこ吉

そう?便利と感じたことないけど…。

会話をしている時に、○○円と言えば、

お金の話をしているな」とすぐわかるよね。

反対に、友達に「お小遣い、いくらもらってる?」と聞いたときに「500g」

と友達が答えたら「え?」となるよね。

ねこ吉

お前の小遣い牛肉か!となるね。

うん。だから単位があるととても話が分かりやすくなるんだ。

みんなが知っている単位を少し書くから、確認してみよう!

お金の単位は? → (日本では)

長さの単位は? → mm cm m km など

時間の単位は? → 秒 分 時間 日 年 など。

温度の単位は? →  など

質量の単位は? → mg g kg など

面積の単位は? → cm2  m2 など

こんな感じだね!

もう一度繰り返すけど、この単位を間違うと、とても変な日本語になるよ!

単位が間違っている、変な会話の例。

「お小遣い、いくらもらってる?」→「俺の小遣い500g

「ねえねえ、身長いくつ」→「私の身長159

「今日暑いね。気温何度だろう?」→「35

ね。単位は数字の後につける、とっても大切なものなんだ!

ねこ吉

…なるほど。単位の大切さがよくわかったよ。

単位の大切さがわかったところで、電流の単位を覚えよう。

電流の単位は「A」と書いて、「アンペア」と読むんだよ!

だからテストで、「電流の大きさはいくつか」と聞かれたら絶に「○○」と答えなければいけないんだね。

ねこ吉

単位を間違えると変な会話になるもんね。電流の問題が出た場合は、数字のあとに「A」をつけるだけなんだね。わかったよ!

OK。それはよかった!

(特に、後で勉強する電圧の単位の「」と絶対に混ぜないでね!)

そして、電流の単位には「mA(ミリアンペア)」もあるんだ。

1000mA = 1
100mA  = 0.1
10mA   = 0.01
mA    = 0.001

となるよ。

ねこ吉

長さの単位1000mm=1mと同じだね。

電流計のつかいかた

さて、次は「電流計」の使い方の勉強だよ。

ねこ吉

電流計は前のページで出てきたよね。電流計これでしょ?

うん。「回路図」で電流計を書くと電流計になるね。

ここでは実物の電流計の使い方も勉強するよ。

電流計のつなぎ方

まず「電流計は回路に直列につなぐ

という決まりがあるから覚えてね。

ねこ吉

「直列」とは分かれ道ができないようにつなぐことだったね。

そうだね。例を見てみよう。

回路図③→ 回路図④

上のの位置の電流を調べたければ、

右図の位置に電流計をつければいいんだね。

並列回路③ → 並列回路④

同じように、上のの位置の電流を調べたければ、右図の位置に電流計をつければいいんだね。

ねこ吉

回路図で電流計を書く時は、調べたい位置にそのまま付け加えるだけでいいんだね。

そうだね。

だけど、実際に取り付ける場合はもう少し難しいよ。

写真を使いながら見てみよう。

電流計①

これが実物の電流計だよ。

中心に「」と書いてあるね。

この電流計を取り付けるには、まず、電池や電源装置の+側を、下図の赤丸の部分につなぐんだ。

電流計②

実際につなぐとこんな感じだね。

プラス極の取り付け方
ねこ吉

OK。+側は1番右の+端子につなぐんだね。

さて、電池のマイナス側は、電流計のどこにつなげばいいんだろう?

電流計③
ねこ吉

つなぐ端子が3つもあるね。

うん。これは、「どこにつないでも大丈夫なんだよ。」(後で説明するけど、普通は「5A」から接続するよ。)

ねこ吉

え?どこでもいいの?

うん。だけど、「どこにつなぐかで、調べられる電流の最大量が変わるんだ。」

電流計を上から見た写真を見てみよう。

上から見た電流計

右から「5A」「500mA」「50mA」となっているね。つまり黒の端子の

  1. 右につなぐと5A(5000mA)まで
  2. 真ん中につなぐと500mAまで
  3. 左につなぐと50mAまで

調べることができるんだ。

ここでは、①の5Aの端子につないだ写真をのせておくね。

直列につないである
ねこ吉

しっかり直列につないであるね。電流計はこのようにつなげばいいんだね。

電流計の読み取り方

次に電流計の目盛りの読み方を見てみよう。

-の端子は3つあるんだよね。

どの端子につないであるかで、読む目盛りが変わるんだよ。

①5Aの端子につないだ場合

電流計5Aの場合

上の図の青のライン

-1、0、1、2、3、4、5を読むようにするよ。

1と2の間、つまり「1.5Aの電流が流れている」と読み取ることができるね。

②500mAの端子につないだ場合

電流計500mAの場合

上の図の青のライン

-100、0、100、200、300、400、500を読むようにするよ。

100と200の間、つまり「150mAの電流が流れている」と読み取ることができるね。

③50mAの端子につないだ場合

電流計50maの場合

上の図の青のライン

-10、0、10、20、30、40、50を読むようにするよ。

10と20の間、つまり「15mAの電流が流れている」と読み取ることができるね。

ねこ吉

どの端子につないでいるかで、読み取る場所が変わるんだね。

そう。そして、同じ針の場所でも接続してある端子によって流れている電流の大きさが違うんだね

最後に3つの端子の使い分け方をみてみよう。

電流計をつなぐ

このような回路をつくったよ。

まずは、-の5Aの端子につなぐね。

5Aにつないだ写真

5A端子につないでいるから、上の写真の針は、0と1の間くらいだね。0.5A(=500mA)よりはちいさそうだけど、細かくはわからないね。

そのような場合は、500mAの端子につけかえるんだ。

500mAにつないだ写真

そうすると、280mAとよくわかるね。

電流計はこのように端子を上手く取りかえて使うんだよ。

ねこ吉

先生、この場合50mAの端子を使うともっとよく数字がわかるの?

この場合は50mAの端子は使えないんだ。

50mAの端子は「最大で」50mAまでしか調べられない端子なんだよね。

この実験では280mAも電流が流れているから、50mAの端子につないでしまうと、針が振り切れて電流計が壊れてしまうんだ。

このように、実験を行うときは、

必ず5A端子→500mA端子→50mA端子の順で使うようにするんだ。

理由は上に書いたように、「針が振り切れて電流計が壊れないようにするため。」だよ。

今説明した、3つの端子の使い分け方を動画でのせるね。10秒くらいだよ。

では、電流計の使い方をまとめるね。

  • 電流計は直列につなぐ
  • +端子には電池や電源の+側をつなぐ
  • -端子は5Aからつなぐ
  • つなぐ-端子によって、読む目盛りが変わる。
プラス極の取り付け方

電流のイメージ

さて、ここからが本番。回路に流れる電流を説明していくよ。

ねこ吉。「電流」ってどんなものかわかる?

ねこ吉

えっと…。「I(アイ)とかA(アンペア)」とか?

うん。間違ってはいないけれど、

まず「電流」がどんなものかのイメージをつくろうね。

図1回路図①

図1のような回路があったとするね。ちょっと電球と電池の位置を変えるよ。

図2回路図①-2

図2は図1とまったく同じ回路といえるね。(導線の長さが違っても同じ回路と言ってよい)

図2回路図①-2

この図2の回路をイメージ図で表してみよう。それが↓の図だよ。

回路のイメージ図①

ピンクの流れる液→電流
滝と水車→電球
電池→電圧  だよ。

難しそうな図だけど、ここでは、ピンクの液体が電流で、これがグルグル流れているイメージが作れればOKだよ。

ねこ吉

このピンクが電流でいいの?

そう。もう一度回路図で見てみようか。

回路図①-3 回路のイメージ図①

こんな感じだね。

ねこ吉

なるほど。「電流」は「電気が流れる」だから川の水のように流れるイメージでOKなんだね。

その通り。「電流」は「電気の流れ」とても大切だから必ず覚えてね!

直列回路に流れる電流

それでは回路に流れる電流の大きさを説明していくよ。

まずは直列回路からだね。

ねこ吉

直列回路は「分かれ道が無い回路」だったね。

回路図① 直列回路② ←こんな感じ。

そうそう。このような回路に流れる電流の大きさの説明だね。

例を出しながら説明していくよ。

例1

回路図①-4

図の①の場所に3Aの電流が流れているよ。

②の場所には何Aの電流が流れているかわかるかな?

ねこ吉

そんなのわかるの?

超簡単にわかるんだ。説明するね。

答えを先に言うと「3A」になるんだ。①と②は同じ電流が流れているんだね。

なぜそうなるかを考えてみるね。

回路図①-4 基本回路⑤

「①」には3Aの電流が流れているね。

ここでポイント!

「回路に分かれ道がなければ、流れる電流の量はどこも同じ」なんだ。

この回路は1本の道で、分かれ道はないね。(これを直列回路というね)

つまり、「直列回路では、どの部分も流れている電流は同じ」となるんだね。

ポイント

直列回路ではどの部分も流れている電流は同じ

さらにもう少し図に書き加えると、

回路図①-5  基本回路⑥

こんな感じかな?分かれ道がないからどこも同じ電流の大きさだね。

ねこ吉

電球や電池の数は関係ないの?

電池が多くなると、回路全体を流れる電流の量が多くなり、

電球(や抵抗)が多くなると、回路全体を流れる電流の量が少なくなくなるよ。

だけど、電池の後で電流が増えたり、電球(や抵抗)の後で電流が減ったりはしないよ。

繰り返すけど、分かれ道がない限り電流はどこも同じなんだよ。

ねこ吉

ふーん。電球で電気が光るから、そのあとの電流は減ると思っていたよ。

よくある間違いだね。みんなは気を付けてね。(もちろん、導線の長さも関係ないんだよね。)

もう一つ例を出すね。

例2

直列回路②-1

①に100mAの電流が流れているとするよ。

②にはどのくらいの電流が流れているかな?

このような問題は1秒以内に解けるようになろう。

迷う人はまだ勉強が足りないよ。

答えは100mAだね。

分かれ道がないから、①と同じ電流が流れている。

という考え方だね。

詳しい図も追加しておくね。

直列回路②-2  基本回路④-2

このような感じだね。

ねこ吉

電流は分かれ道があるかないかで考えればいいんだね。

そう。そして分かれ道がない直列回路ならすべて電流は同じなんだね。

これを公式にしてみよう。

直列回路の公式

電流は、記号I(アイ)を使うよ。

このような直列回路があった場合、

I1、I2、I3(アイワン、アイツー、アイスリー)に流れる電流はすべて等しいね。

だから、直列回路の電流の公式をI1=I2=I3のように書くこともあるよ。

直列回路では、流れる電流はどの場所も同じ

直列回路の公式

I1=I2=I3と表すことができる

ねこ吉

先生、なんで電流にはI(アイ)の記号をつかうの?

「instensity」という単語の頭文字だよ。これは覚えないでいいよ☆

並列回路に流れる電流

次は並列回路に流れる電流を説明するよ。

ねこ吉

並列回路は「分かれ道がある回路」だったね。

並列回路①  並列回路③← こんな感じ

そうだね。このような回路に流れる電流の大きさの説明だね。

例を出しながら説明していくよ。

例1

並列回路①-1

①に1A、②にも1Aの電流が流れているとするよ。

このとき、I1(アイワン)にはいくら電流が流れているかな?

ねこ吉

そんなのわかるの?

足し算や引き算だけでわかるよ。

この場合は足し算だよ。

イメージ図も使って考えてみよう。

並列回路①-1  並列回路②-1

①と②には1Aずつ電流が流れているよね。

I1(アイワン)に流れる電流って、①と②の電流が足されたものだよね。

ねこ吉

ほんとだ。2つの川から1つの川になるイメージだね。

そうそう。だから、I1に流れる電流は、

1A + 1A = 2A

答え 2A

でいいんだよ。

ねこ吉

それだけ?

うん。川の電流が合わさると考えればいいんだね。

ねこ吉

先生、オイラ、電流の流れる向きがわからないんだけど…。

そういう人も多いかもね。

電流は電池のの向きにしか流れないよ。

それを意識しながら勉強していけば、

だんだんわかるようになるよ。

並列回路①-1  並列回路②-1

電流は電池の+→-の向きにしか流れない

電池②電池は長いほうがプラスだね。

詳しい図も書いておくね。

並列回路①-2  並列回路②-2

ねこ吉

2本の道の合計が1本の道の電流なんだね!

もう一つ例を出そう。

例2

並列回路③-2

①に100mA、②に300mA流れているとするよ。I1(アイワン)に流れる電流は何mAかな?

これもイメージ図をのせるよ。

並列回路③-2  並列回路2段-3

2つの図を見てごらん。「①の100mA」にI1を足した電流が「300mA」なんだね。

つまり、I1に流れる電流は200mAだね。

式にすると

100+I1=300

I1=200  だね。

詳しい図ものせておくよ。

並列回路③-3  並列回路2段-3

こんな感じだね!

これを公式にしてみるよ。

並列回路に流れる電流は

分かれ道の電流の合計=合流した道の電流

ということだね。

並列回路③-5

並列回路では、分かれ道の電流の合計=合流した道の電流

並列回路③-5

I1+I2=I3と表すことができる。

これで電流の説明は終わりだよ。

電流計の使い方や、直列回路と並列回路の流れる電流の大きさの違いをしっかりとおさえておこう。

このページは必ず何回も読みに来てね。

読むたびに早く読めるようになって、知識も定着するよ。

さて、次は「電圧」についての勉強だよ。

電流」と「電圧」の違いを完璧にすることが大切だから、ぜひ次のページも読んでみてね。

ここまで読んだ君は本当にすごいね!

よくがんばりました。

お疲れさま。それではまたね☆

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ねこ吉

またねー!

この記事を書いた人

東京を拠点に活動する教育フリーランス  専門は理科教育学  所持教員免許は中学と高校の理科  

理科の教材や学習法を研究中!
さまざまな出版社の理科教材や解説を作成してます。

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