What is Ohms Law – formula, equation & triangle

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Ohm’s Lawは電気・電子回路を支配する最も基本的で重要な法則の一つです。

電流、電圧、抵抗が主要な回路量の3つであることから、オームの法則も非常に重要であることを意味します。

オームの法則は、電気・電子科学のすべての分野で使用されています。

オームの法則は、電気・電子科学のあらゆる分野で使用されています。回路に必要な抵抗器の値を計算したり、既知の抵抗器にかかる電圧を簡単に測定できる場合に回路に流れる電流を求めるのにも使用されますが、それ以上に、オームの法則はあらゆる形態の電気・電子回路、つまり電流が流れる場所で膨大な数の計算に使用されているのです。

オームの法則の発見

電流、電圧、抵抗を結びつける数学的な関係があります。 オームというドイツの科学者は、この3つの関係を示そうと多くの実験を行いました。

彼が実験を行っていた時代には、現在のようなメーターはありませんでした。

かなりの努力と2回目の試行錯誤の末に、現在の「オームの法則」を考案しました。

ゲオルク・オームについて:

1879年、ミュンヘンの北約50マイルに位置するエルランゲンに生まれたゲオルク・オームは、電気に関する新しい科学を研究した人物の一人であり、導体における電圧と電流の関係を発見しました。

Georg Ohmについて詳しくはこちら

オームの法則とは

オームの法則とは、異なるレベルの電圧をかけたときに、物質の中を電流が流れる様子を表したものです。 電線のように、電流の流れに対する抵抗が少ない物質がありますが、このような物質を導体と呼びます。

電線のように、電流を流すのに抵抗が少ないものがありますが、このようなものを導体といい、例えば、この導体を電池に直接当てれば、大きな電流が流れます。 電気回路では、このような部品を抵抗器と呼ぶことが多い。

オームは、さまざまな物質の中で電流がどのように流れるかを調べ、オームの法則と呼ばれる法則を導き出しました。

何が起こっているかを理解するために、電気的な状況をパイプの中の水の流れに例えることができます。 電圧はパイプ内の水の圧力、電流はパイプ内を流れる水の量、そして抵抗はパイプの大きさに相当します。

パイプの幅が広いほど、水がたくさん流れることは想像できます。 その理由は、細いパイプよりも広いパイプの方が、水の流れに対する抵抗が大きく、より多くの水が流れやすいからです。

オームは、通常の材料の場合、電圧を2倍にすると、ある部品に流れる電流が2倍になることを明らかにしました。

オームの法則の定義

オームの法則とは、回路に流れる電流は、印加された電位差に正比例し、回路内の抵抗に反比例するというものです。

この数学的関係において、抵抗の単位はオームで表されます。

オームの法則の公式

オームの法則の公式または方程式は非常に簡単です。

オームの法則は次のような数学的な形式で表すことができます。

V = I R

Where:
V = 電圧 (ボルト)
I = 電流 (アンペア)
R = 抵抗 (オーム)

この式は、任意の2つの量がわかっている場合、3つ目の量を計算できるように操作することができます。

I = V R
R = V I

オームの法則の三角形

式を覚えやすくするために、一辺が水平で頂点がピラミッドのようになっている三角形を使うことができます。

オームの法則の三角形の上の角にはV、左の角にはI、そして右の下の角にはRの文字があります。

三角形を使うには、未知の量を隠してから、他の2つの量から計算します。 並んでいれば掛け算になりますが、一方が上に乗っていれば割り算になります。

もし電圧を計算しなければならない場合は、電流に抵抗を掛けて求めます(I x R)。

オームの法則の計算例

500Ωの抵抗器に10ボルトの電圧をかけた場合、流れる電流の量を求めます。

オームの法則の三角形を見ると、電流は未知数で、電圧と抵抗は既知の値です。

この方法では、電圧を抵抗で割ることで電流が求められます。

I = V R = 10 500 = 0.02 A = 20 m A

例2
同様に、電流と電圧がわかっていれば、オームの法則を使って抵抗値を求めることができます。 例えば、電圧が10ボルト、電流が0.1Aの場合を考えます。

R = V I = 10 0.1 = 100 Ω

例3
最後に、もう一つの組み合わせは、抵抗と電流がわかっていれば、その抵抗にかかる電圧を計算することができます。 250Ωの距離に0.1Aの電流が流れている場合を例にとると、電圧は以下のように計算できます:

V = I R = 0.1 × 250 = 25 ボルト

折れ線グラフ

一定の抵抗器や電線の長さなどで電圧と電流をプロットすると、折れ線グラフになることがわかります。

線形抵抗に対する電圧と電流のプロット

電圧を2倍にすると、特定の回路要素を通過する電流が2倍になることがわかります。

グラフには2本の線がありますが、1本は抵抗値が高いもので、これは一定の電流を流すために、より多くの電圧を印加する必要があります。 したがって、これは抵抗値が高くなければなりません。

非線形部品

電圧が2倍になると電流も2倍になるという基本的なオームの法則は、通常の抵抗器のような線形部品に適用されます。

オームの法則は、電気・電子工学の最も基本的な概念の1つです。

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