オームの法則公式覚え方や計算のやり方を解説! 直列回路と並列回路をマスターしよう!!

教科別勉強法

さて皆さん!
オームの法則はしっかりと理解できてますか?

 

電気の流れなど実際に目に見えないし、想像もしにくい分野で困っている人が多いと聞きます。

 

しかし、オームの法則は電気の分野でもかなり重要な範囲なのでぜひマスターしてもらいたいです!

 

この記事ではオームの法則の概要とどのように考えれば(イメージすれば)理解しやすいかを紹介していきます。
では頑張っていきましょう!

 

語句の確認

語句の確認を促す図

 

オームの法則を学ぶ前にまずは今回使う語句の整理をしていきましょう!

 


・回路…電気が流れる道


・電流…回路を流れる電気の流れのこと。単位は「アンペア(A)」


・電圧…電流を生み出すエネルギーのようなもの。単位は「ボルト(V)」


・電気抵抗…電気の流れにくさを表す量であり、簡単に言うと電流からエネルギーを奪う割合のようなもの。電熱線や豆電球が持っている。単位は「オーム(Ω)」

オームの法則

 

V=I×R

 

 

これだけではあまりピンときませんね。
この式を言葉で言うと、

 

 

電圧(V)=電流(A)×電気抵抗(Ω)

 

 

豆電球を回路につないだりすると、このエネルギー(電圧V)を使って明かりが点きます!

 

この公式が覚えられないと言う人は、まずは何回も何回も声に出してみてください。

 

「100回でも200回でもオームの法則は?」って聞かれたら


V = I×R (ブイ=アイアール)

 

って一瞬で出てくるまで何回も声に出しましょう!
こんな方法じゃ覚えられないからやらない。
ではなくとりあえずまずはやってみてくださいね!

 

では、次に回路のことを学んでいきましょう!

 

回路は大きく分けて2種類あります。

・直列回路
・並列回路

ですね!
順に説明していきましょう。

 

 

直列回路

直列回路を解説した図

 

直列回路とは、電源や抵抗が一つの回路で繋がれているもののこと。

 

簡単に言い換えると、

回路を一筆書きで書けたら、それは直列回路!ですね。

 

 

直列回路の電流

 

ずばり言うと、

直列回路の電流の大きさはどこも同じ!
(電流の大きさが違ったら直列回路ではないよ!)

 

つまり、どこを切り取って電流の大きさを測っても
電流の大きさは同じなので注意しよう。

 

 

直列回路の電圧

 

直列回路の電池にかかる電圧 (V) は

その回路にある「他の電熱線 (豆電球など) の和 (V₁+V₂)」に等しい。

 

これは言葉では理解しづらいので図と式を用いて考えてみよう!
考えるのが苦手なら図をそのまま覚えてしまうのもありです!

 

V = V₁ + V₂

 

 

直列回路の抵抗の合成

 

直列回路の抵抗の合成を学んでいきましょう!

 

直列回路の抵抗の合成は簡単です。
ただ足せばいいだけです。

 

R = R₁ + R₂

 

後ほど出てくる水やエスカレーターのイメージを使って理解してもらいたいです!

 

直列回路の合成を解説した図

 

R = R₁ + R₂

です!
覚えておきましょう!

 

 

並列回路

並列回路を解説した図

 

並列回路の電流

 

並列回路は直列回路と違って一筆書き出来ないものだと考えておきましょう!

 

つまり直列回路でないものが並列回路です。
(途中で途切れたりしていなければね…笑)

 

並列回路の電流は分かれる前と分かれた後の和が等しい!

言葉じゃ分かりづらいですね。

 

ではイメージすることで理解していきましょう。

 

余談ですが、理科を勉強する時は絶対的にイメージしながら考えた方がいいです!

 

覚えた式や用語だけを上手く使って理解できる人もいるでしょう。
確かにそれで良い場合もあります。

 

しかし、イメージ出来るところは出来るだけイメージをしましょう!

 

今回では水の流れでイメージすると分かりやすいです!

・回路が用水路
・電流が水

ですね。

 

用水路が分かれて、水が分裂したとしても、その後合流すれぱ水の総量は変わらないですよね。

 

並列回路が分かれたら一旦電流も分裂するが、あとで合流したら元の量に戻ります。

 

 

並列回路の電流のイメージ図

I = I₁ + I₂

 

並列回路の電圧

 

並列回路では電圧の大きさはどこで測っても同じ
(複雑な場合を除いて)

 

直列回路と並列回路の違いをイメージしにくい人はポンプ水車を想像しましょう。

 

・電流 … 水  

電圧 … 高さ  

・抵抗 … 水車

 

並列回路の電圧のイメージ図

 

並列回路の抵抗の合成

 

並列回路の抵抗、これが一番やっかいですよね。
気持ちはわかります。

 

途中の余談で言った覚えた方がいいものこれがそうです。
図と式を丸々覚えてしまいましょう。

 

並列回路の抵抗の合成イメージ図

 

1/R = 1/R₁ + 1/R₂

 

これがよく見かける式ですよね。

 

ですが、これは実用的ではないので

 

R = (R₁R₂)/(R₁+R₂)

 

で覚えましょう!

え?覚えられないって?
先ほども言いましたが、何度も口に出しましょう!

 

この場合だと「和分の積」ですね。
何度も何度も「抵抗は和分の積、和分の積、、、」と覚えるまで言い続けましょう!!

 

練習問題

 

今回二つの例を出しましたが、二つの本質は同じです!

 

そして水流やエレベーターなどいくつかオームの法則をイメージするのに良いものはあります。

 

自分で探してみるとより学びが深く、強くなるからおすすめです!

 

 

まとめ

 

いかがでしたでしょうか?

これを機に、中2理科で習う「オームの法則」を完璧にしてもらえたらと思います!

 

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