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オームの法則の計算と公式が読むだけでわかる!

オームの法則

このページでは「オームの法則」の計算を中学生向けに詳しく説明するよ。

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を理解せずに、オームの法則だけを勉強しても問題は解けるようにならないよ。

時間があるときには1から学習してみてね☆

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7万の教育YouTuberでもあります。

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とてもわかりやすいので、ぜひご利用くださいね!

また、電気分野は動画でも解説をしています。動画が良い方は以下をご覧ください。

それでは、解説をはじめます。

タップできる目次

オームの法則とは

では「オームの法則」の学習を始めよう。

ねこ吉

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。

ねこ吉

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。

ねこ吉

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。

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の公式がおすすめだよ。

①普通の公式

オームの法則①

②便利な公式

オームの法則②記号で覚えると→オームの法則③

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!

ねこ吉

先生、②の便利な公式って、どうやって使うんだっけ?

では公式も使いながら、オームの法則の便利さを説明していくね☆

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。

例題1

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。

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。

抵抗の求め方

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☆)

例題1
例1の抵抗の求め方

つまり、10÷2=5 となって

答えは 抵抗は5Ω となるね。

ねこ吉

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。

例題2

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。

電流の求め方

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☆)

例題2
例2の電流の求め方

つまり、÷200.25 となって

答えは 電流は0.25A となるね。

ねこ吉

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。

例題3

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。

電圧の求め方

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)

例題3
例3の電圧の求め方

つまり、0.5×3015 となって

答えは 電圧は15V となるね。

ねこ吉

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!

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?

ねこ吉

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!

直列回路

直列回路からチャレンジしよう。

問1

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。

問1

ねこ吉はどう考えた?

ねこ吉

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!)

問1

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?

ねこ吉

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!

問1ー全体の抵抗

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。

問1

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!

回路全体にオームの法則を使う

ではオームの法則を使おう。

問1-2

つまり、÷180.5 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。

問1-3

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!

問1-3オームの法則

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!

問1-3-2

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

問3の電圧の求め方

つまり、0.5×12 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!

回路のイメージ図

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?

問1-4
ねこ吉

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。

問1-4オームの法則

すると

0.5× 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。

4つのルールはここから

① 電源(電池)電池②では電圧の高さが上がる。(必ず電源の+側が高くなる。)
② 電球電球と抵抗抵抗では電圧の高さが下がる。
③ 導線は高さが変化しない(長さに関係なく)
④ 回路を1周したとき、高さは「0」である。

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。

回路のイメージ図

答え 電圧は3V

ねこ吉

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☆

並列回路

次は並列回路にチャレンジしよう。

問2

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

1 R全体 = 1 R1 + 1 R2 + 1 R3

か②

R全体 = R1 × R 2 R1 + R 2

のどちらかが思い出せればいいね!

それでは計算しよう。

問2-2

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)

1 R全体 = 1 R1 + 1 R2 + 1 R3

今回は抵抗が2つでR3はいらないね。

1 R全体 = 1 12 + 1 6

右辺を通分して

1 R全体 = 1 12 + 2 12

右辺を足して

1 R全体 = 3 12

右辺を約分して

1 R全体 = 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。

問2

回路全体に流れる電流が0.6A

回路全体の抵抗が

とわかったから、回路全体にオームの法則を使うよ。

問2-3
問2-②の計算

つまり、0.6×2.4 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

問2-4

イメージ図ものせるね。

問2のイメージ図

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。

問2-5

すると

問2の電流の求め方

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?

ねこ吉

わかるよ!1つめはオームの法則を使う方法。

問2-5
ねこ吉

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!

問2のイメージ図-2

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、「①~⑤」の記事は必ず何度も何度も読んでね。

電流の勉強を続けたい人は⑥の記事も読んでみてね!

さわにいは、登録者7万人の教育YouTuberです。

中学の成績を上げたい人は、ぜひYouTubeも見てみてね!

また、2022年10月に学習参考書も出版しました。よろしくお願いします。

他のページも見たい人はトップページへどうぞ。

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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。

ツイッターでは理科のポイントや勉強の仕方、さわにいの考えを発信しています。

youtubeは2020年から勉強に役立つ理科動画を配信開始!ぜひ見てみてね☆

コメント

コメント一覧 (6件)

  • 勉強させてもらってます。とても分かりやすいのでこれからもお世話になりたいと思っています。
    例3が電圧を求めるところ、電流を求めているので訂正された方がよろしいかと。
    コロナの中、さわにぃさんのサイトが子どもたちの学習にどんどん役立てばいいですね。

    • しまさんこんにちは、
      ご指摘の通り記事に誤りがあり、修正させていただきました。
      励ましのお言葉ありがとうございます。
      これからも中学生の役にたてるようがんばります。
      今後も何かありましたら、いつでもコメントいただければと思います。
      ご迷惑おかけし、申し訳ございませんでした。
      ご指摘、ありがとうございました。
      コロナに気をつけ、素敵な毎日をお過ごしください!

  • 40代になって趣味で電子工作をはじめようと思い、電気の基礎を勉強できるサイトを探しておりました。
    大変興味深く読ませていただき、大変参考になりました。
    ありがとうございます。

    一つだけ気になったところがありまして、
    「最後に問2-③ 12Ωの抵抗に流れる電流はいくらか。だね」
    のイメージ図に9Vの記載がありますが、例題では2.4Vになっておりましたので訂正が必要かと思いました。
    問題内容であればこちらの思い違いですのでご放念いただければと思います。
    これからも役に立つサイトの運営、応援しております。

    • コメントありがとうございます。
      ご指摘の通り誤りがありました。

      修正させていただきました。
      今後もご指導ご鞭撻、何卒よろしくお願い申し上げます。

      匿名様のますますのご活躍を祈っております!

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