このページでは「オームの法則」の計算を詳しく説明するよ。
また、このページは中二理科の電気の単元の５ページ目なんだ。
電流・電圧・抵抗の基本はオームの法則よりも大切なんだ！
時間があるときには１から学習してみてね！
みなさんこんにちは、このサイトを作っている「さわにい」といいます。
中学理科の教育を仕事としていて、ネットでも理科の苦手分野を無くす手伝いができればと考え、このサイトを作っています。よろしくです！
それではオームの学習スタート！
１．オームの法則とは
では「オームの法則」の学習を始めよう。
オームの法則って、よく聞くけど、どんな法則なの？
難しい言い方をすると、
オームの法則とは、「電流の大きさは電圧に比例し、抵抗に反比例する」という法則なんだよ。
確かに難しい…
難しい言い方をするとね。
だから簡単で便利な覚え方をするといいよ。
オームの法則とは、
「電流、電圧、抵抗のうち、２つがわかると残りの１つがわかる」
という法則なんだよ。
２つがわかると残りの１つがわかる？
そう覚えるといいよ。公式を使いながら確かめていこう。
2.オームの法則の公式
では公式の説明をするよ。
２つあるけど、②がおすすめだよ。
① 普通の公式
② 便利な公式
記号で覚えると→
言葉で覚えたければ左、記号で覚えたければ右で覚えてね！
もちろん①の普通の公式でもいいよ。
先生、②の便利な公式って、どうやって使うんだっけ？
よし。では公式も使いながら、オームの法則の便利さを説明しよう☆
例１ 抵抗を知りたい場合
始めに話をした通り、オームの法則は
「電流、電圧、抵抗のうち、２つがわかると残りの１つがわかる」という法則だったね。
例１では電流、電圧がわかって、抵抗を知りたい場合の問題を解いてみよう！
例１ 抵抗を求めよ。
電流が２Ａ、電圧が10Ｖ、２つがわかっているから、抵抗を求められるね。
（Ｒというのは抵抗がわからないときに使う記号だよ。）
便利な公式を使うよ。
この公式は「知りたいものを隠す」ようにして使うんだ。
この場合は抵抗を知りたいから、抵抗を隠そう。
そうすると、電圧、電流が縦に並んで残るね。縦に残った場合は「上÷下」つまり
電圧÷電流をすると抵抗がわかるんだ。
（電圧と電流の間の÷の所にある黒の線を分数の横線と考えて、「電流分の電圧」と考えてもいいよ☆）
つまり、１０÷２＝５ となって
答えは 抵抗は５Ω となるね。
電流と電圧がわかれば、オームの法則で抵抗がわかるんだね！
例２ 電流を知りたい場合
次は電流を知りたい場合の問題だよ。
例２ 電流を求めよ。
電圧が５Ｖ、抵抗が20Ω。２つがわかっているから、電流を求められるね。
（Ｉ（アイ）というのは電流がわからないときに使う記号だよ。）
便利な公式を使うよ。
今回は電流を知りたいから、電流を隠そう。
そうすると、電圧、抵抗が縦に並んで残るね。縦に残った場合は「上÷下」つまり
電圧÷抵抗をすると電流がわかるんだ。
（電圧と電流の間の÷の所にある黒の線を分数の横線と考えて、「抵抗分の電圧」と考えてもいいよ☆）
つまり、５÷20＝0.25 となって
答えは 電流は0.25A となるね。
抵抗と電圧がわかれば、オームの法則で電流がわかるんだね！
例３ 電圧を知りたい場合
次は電圧を知りたい場合の問題だよ。
例３ 電圧を求めよ。
電流が500mA、抵抗が30Ω。２つがわかっているから、電圧を求められるね。
（Vというのは電流がわからないときに使う記号だよ。）
便利な公式を使うよ。
今回は電圧を知りたいから、電圧を隠そう。
そうすると、電流、抵抗が横に並んで残るね。横に残った場合は「左×右」つまり
電流×抵抗をすると電圧がわかるんだ。
（オームの法則を使うときは、電流の単位は必ずmA→Aになおすよ）
つまり、５÷20＝0.25 となって
答えは 電流は0.25A となるね。
抵抗と電圧がわかれば、オームの法則で電流がわかるんだね！
3.オームの法則を使った計算
オームの法則の公式と基本はわかったかな？
うん。オームの法則は電流、電圧、抵抗のうち、２つがわかると残りの１つがわかる法則だね！
その通り。
では少し難しい問題を解いてみよう。
回路の問題は慣れることが大切だからね！
①直列回路
直列回路からチャレンジしよう。
問１-① 上の回路の回路全体の抵抗はいくらか。
問１-② 電流計に流れる電流はいくらか。
問１-③ 12Ωの抵抗にかかる電圧はいくらか。
（解き方を考えてみてね！）
考えたかな？それでは
問１-① 上の回路の回路全体の抵抗はいくらか。
から解いていこう。
ねこ吉はどう考えた？
ええっと、オームの法則を使って…
それは間違いなんだよ。注意してね！
え、そうなの？
そうなんだ。オームの法則を覚えると、すぐ使いたくなるよね。
けど、オームの法則の前に、電流、電圧、抵抗の基本知識で答えが出ないか？
と考えるようにしよう！
（基本知識がわからない人は、下のボタンから、①～④のページを読んできてね！）
もう一度、問１-①をみるよ。この回路の「回路全体の抵抗」を出せばいいんだよね？
どうする？
あ、前のページでやった、直列回路の全体抵抗の出し方。「足し算するだけ」だ！
そう！直列回路の回路全体の抵抗の出し方は足すだけだね！
答えは６+１２＝18Ωだね！
次は問１-② 電流計に流れる電流はいくらか。
だね。
ここでは、「回路全体の電圧」「回路全体の抵抗」がわかっているから、「オームの法則」で回路全体の電流が出せるよ！
抵抗は「回路全体の抵抗（18Ω）」として考えることがポイントだよ！
ではオームの法則を使おう。
つまり、９÷18＝0.5 となって
答えは 電流は0.5A となるね。
最後は問１-③ 12Ωの抵抗にかかる電圧はいくらか。
だね。
この「V」にかかる電圧を求めればいいんだね。
これは、オームの法則を「12Ω」の所に使うよ！
もう一つポイントは、「直列回路だから、回路のどの部分にも0.5Aの電流が流れている」ということだね！
もちろん、12Ωのところにも0.5Aの電流が流れているからオームの法則は
つまり、0.5×12＝６ となって
答えは 電圧は6V となるね。
イメージ図でもこの回路を見てみよう！
こんな感じだね！このイメージ図が浮かぶ人はかなりレベルUPしてるよ☆
おまけだけど、ねこ吉は６Ωの抵抗にかかる電圧を求める方法が２つ思い浮かぶ？
２つ？
そう。1つ目は、問１-③と同じようにオームの法則を使う方法だね。
すると
0.5×６＝３ となって
答えは 電圧は３V となるね。
もう一つは、「電圧がよくわかる４つのルール」を使う方法だね。
これを使えば、9V上がって、6V下がっているから、あとは3V下がれば0に戻るとわかるね。
答え 電圧は３V
ほんとだ！オームの法則でも電圧の4つのルールでも同じ答えになるね！
そう。「2つの考え方で同じ答えになる」ところまでわかってくると、「回路が得意」と言ってもいいね☆
②並列回路
次は並列回路にチャレンジしよう。
問２-① 上の回路の回路全体の抵抗はいくらか。
問２-② 電圧計が示す電圧はいくらか。
問２-③ 12Ωの抵抗に流れる電流はいくらか。
（解き方を考えてみてね！）
では問２の①からだね。
並列回路の回路全体の抵抗を求める公式が思い出せるかな？
２つあるけど、①
$$\frac{1}{R全体}＝\frac{1}{R1}＋\frac{1}{R2}＋\frac{1}{R3}$$
か②
それでは計算しよう。
①の公式でやるね。（両方覚えた人は②のほうが計算が楽だよ）
$$\frac{1}{R全体}＝\frac{1}{R1}＋\frac{1}{R2}＋\frac{1}{R3}$$
今回は抵抗が２つでＲ３はいらないね。
$$\frac{1}{R全体}＝\frac{1}{12}＋\frac{1}{6}$$
右辺を通分して
$$\frac{1}{R全体}＝\frac{1}{12}＋\frac{2}{12}$$
右辺を足して
$$\frac{1}{R全体}＝\frac{3}{12}$$
右辺を約分して
$$\frac{1}{R全体}＝\frac{1}{4}$$
ここで終わりにしないでね。
方程式の左辺と右辺は、同時に分子と分母を逆にしてもいいというルールがあるから、両辺の分子と分母を入れ替えよう。
R全体＝４
答えは4Ωだね。
次に問２の②電圧計が示す電圧はいくらか。だね。
回路全体に流れる電流が0.6A、回路全体の抵抗が4Ωとわかったから、回路全体にオームの法則を使うよ。
つまり、0.6×４＝2.4 となって
答えは 電圧は2.4V となるね。
最後に問２-③ 12Ωの抵抗に流れる電流はいくらか。だね
イメージ図ものせるね。
つまり、12Ωの抵抗にかかる電圧（イメージ図の高さの変化）は9Vだよね。
12Ωの抵抗の所にオームの法則を使うよ。
すると
2.4÷12＝0.2 となって
0.2Aが答えだね！
ねこ吉。おまけだけど、6Ωの抵抗の流れる電流を求める方法。２つわかるかな？
わかるよ！１つめはオームの法則を使う方法。
もう一つは、0.6Aのうち、0.2Aが12Ω側に行ってるから、6Ω側は残りの0.4Aが流れているという考え方だね！
その通り。どちらも0.4Aが答えとなるね！
すばらしい☆
さて、これでオームの法則の解説を終わるよ。
ここまで読んだ人はそれだけですごい！
ぜひ自分で自分をほめてあげよう！
これでひとまず回路の学習を終わるけど、
必ず「①～⑤」の記事を何度も何度も読んでね。
次は半分くらいの時間で読めて、もっとよくわかるはずだよ☆
それではまたね！
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