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中学生の電気の公式（オームの法則
オームの法則
■電圧と電流の関係
ある導体にＶボルトの電圧を与えた時、Ｉアンペアの電流が流れたとします。
この時、Ｖ と Ｉ には
電流（Ｉ） ＝ 電圧（Ｖ） ÷ 抵抗（Ｒ）
という式が成り立ちます。
この式から電流は加えた電圧に比例することがわかります。
では抵抗（Ｒ） とは何かといいますと、その物体の電流を流しにくい度合いを指すのです。
電気上ですから電気抵抗ともいいます。単位はΩ（オーム）です。
先ほど 電流は加えた電圧に比例することがわかります と書きましたが、正確にはこういいます。
電流は加えた電圧に比例し、抵抗に反比例する
これをオームの法則といい、電気回路におけるもっとも重要な公式になります。
電圧、電流、抵抗のうち２つが判明していれば残りの１つも計算で簡単に求めることができます。
電流（Ｉ）＝電圧（Ｖ）÷抵抗（Ｒ） ですから
電圧（V）＝抵抗（Ｒ）×電流（Ｉ）
抵抗（Ｒ）＝電圧（Ｖ）÷電流（Ｉ）
一方電力（Ｐ）＝電圧（Ｖ）×電流（Ｉ） ですから先ほどの電流（Ｉ）＝電圧（Ｖ）÷抵抗（Ｒ）と組み合わせて
電力（Ｐ）＝電圧（Ｖ）×電流（Ｉ）＝抵抗（Ｒ）×電流（I）×電流（I）＝Ｉ2×Ｒ
あるいは
電力（Ｐ）＝電圧（Ｖ）×電流（Ｉ）＝電圧（Ｖ）×電圧（Ｖ）÷電流（Ｒ）＝Ｖ2÷Ｒ
となります。
■比抵抗
電気抵抗はたとえ導体であっても完全に０ではなく、ごくわずかですが存在します。長さ1cm、断面積1mm2 の抵抗を比抵抗といい、この大小で導体の抵抗の大きさを比較できるのです（比抵抗は温度等の測定条件で変わります）
主な金属の比抵抗はつぎのとおりです。（単位は10-6cm・Ω）
| 銀 | 1.59 |
| 銅 | 1.92 |
| 金 | 2.44 |
| アルミニウム | 2.65 |
| ニッケル | 7.8 |
| 白金 | 10.6 |
オリンピックではありませんが、この世界のチャンピョン（つまり一番電気を流しやすい金属）は銀なのです。電線にはもっぱら銅線が使われますが、銀を使ったらコストが・・・。
《注意》
電気抵抗が完全に０になる場合もあります。超伝導といいます。
◆おまけ１（オームの法則）
電圧と電流のを水路に例えると、水圧が増せば、それに比例して水の流量も増えるようなものです。あるいは注射器では、ピストンを押す力が増せば、針先から出てくる薬液の量も増えます。
針の太さは抵抗です。針が細ければ細いほど薬液は流れにくくなります（抵抗が大きい）
◆おまけ２（電池の並列接続と直列接続）
理科の実験で乾電池に豆電球をつないだことがあると思います。
| 乾電池の電圧をV、豆電球の抵抗をRとすると電流は
電流（Ｉ）＝電圧（Ｖ）÷抵抗（Ｒ） で求められます。 |
乾電池を2個､左のようにつないだものを直列接続といいます。この場合、電圧は1.5+1.5 = 3Vになるのです。
| 電圧が2倍になりますから、電流も2倍になります。これがオームの法則なんです。
電流が増えて明るくなりますね。 |
2個の乾電池を直列と違って、横方向につないだものを並列接続といいます。この場合、電圧は2倍の3Vにはなりません。1.5Vのままです。
| このつなぎ方のメリットは電圧を大きくすることではなく、電流の持続時間が2倍になることです。
そうなんです。 |
◆おまけ２（再びオームの法則）
ここに500Wの電気製品があったとします。テレビでもラジオでも、なんでもかまいません。
電源を100Vで使用するならここに流れる電流は、電力（P） = 電圧（V）×電流（I）を逆算して、電流= 5 になります。つまりこの電気器具には5アンペアの電流が流れるのです。
さらにこの電気器具の抵抗は電圧（Ｖ）÷電流（Ｉ）ですから
抵抗（Ｒ）＝電圧（Ｖ）÷電流（I） = 100 ÷ 5 = 20Ω と言うことになります。
電力（Ｐ）＝ 電圧（Ｖ）×電圧（Ｖ）÷抵抗（Ｒ） でした。
100(V)×100(V)÷20(Ω) は500(W)です。答えは一致します。
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