物理基礎 / 電気とエネルギーの利用

オームの法則(電圧を求める)

★ 基礎オームの法則

問題

抵抗値 $20 Ω$ の抵抗に $0.30 A$ の電流が流れている。抵抗の両端に加わっている電圧を求めよ。

20 Ω の抵抗に 0.30 A。両端の電圧 V を求める

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抵抗・電流・電圧の 3 つをつなぐ関係が 1 つある。どの 2 つがわかっていて、どれを聞かれているかを整理しよう。

解答・解説

オームの法則 V=RI に代入する。抵抗に電流が流れているとき、両端の電圧は R×I。

⓪ 発想 — どう考え始めるか。 抵抗を流れる電流と両端の電圧は比例する。これがオームの法則で、比例定数が抵抗値 $R$ である。 $R$ と $I$ がわかっているから、掛ければ電圧が出る。

公式オームの法則

V = R I

(

V

: 電圧 V、

R

: 抵抗 Ω、

I

: 電流 A)

① 代入する。

$V = R I = 20 \times 0.30 = 6.0 V$

まとめ V=RI は電気の一番の土台。「 $1 Ω$ の抵抗に $1 A$ 流すと $1 V$ かかる」が単位の意味である。3 文字のうち 2 つがわかれば残り 1 つが出る、という使い方をする。

答

$6.0 V$

比例で考えるルート(苦手な人向け)。 $20 Ω$ の抵抗は「 $1 A$ 流すのに $20 V$ 必要」な抵抗である。

流れているのはその $0.30$ 倍の $0.30 A$ だから、必要な電圧も $0.30$ 倍で

$20 \times 0.30 = 6.0 V$

「電流を増やしたければ電圧も同じ倍率で増やす」という比例のイメージがオームの法則の中身である。