電流、電圧、抵抗はこれで完璧!公式の覚え方と計算問題の解き方

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中学受験、高校受験で1番苦手の声が大きいのが、電流、電圧、抵抗の勉強になります。

電流と電圧、抵抗にどのような関係があるのか。もう電流の話を聞くのもいやだと拒絶する生徒もいます。

今回は、そんな電流、電圧、抵抗の勉強のコツについて紹介していきます。

電流、電圧、抵抗とは?

電流、電圧、抵抗の関係を説明する前に、まず電流、電圧、抵抗とは何なのかを説明します。

電流とは

電気の流れの事です。

数字が大きいほどたくさんの電流が流れ、小さいほど少ない電流が流れていることを表しています。さらに数字が大きいほど豆電球の明るさは、明るくなります。

単位はアンペア【A】を使います。

電圧とは

電流を流そうとする力の事です。電池などに〇〇Vと書いてあるのを見たことがあると思います。Vの値が大きいほど、電流を流そうとする力が大きく、Vの値が小さいほど電流を流そうとする力が小さくなっています。

単位はボルト【V】を使います。

抵抗とは

電流の流れにくさを表しています。数字が大きいほど電流が流れにくくなっています。

単位はオーム【Ω】を使います。

電流、電圧、抵抗の関係

電流、電圧、抵抗にはある関係があります。その関係のことをオームの法則といいます。

オームの法則は、文章で表しますと「電圧の大きさは、電流が大きくなるほど大きくなり、抵抗が小さくなるほど大きくなる」となります。

さらにオームの法則を式で表しますとV(電圧)=I(電流)×R(抵抗)となります。こちらも式だけ覚えている生徒が多いと思います。

オームの法則をもっと簡単にいいますと「電圧は電流に比例して、抵抗に反比例する」となります。それでも分かりにくいですよね。

もっと簡単にすると電流が2倍になれば電圧が2倍、電流が3倍になれば、電圧は3倍になります。電流が同じ時、抵抗が2倍になると電圧は倍に抵抗が3倍になると電圧は倍になります。ということになります。

しかし、実際に計算してみないと実感がわいてこないものです。

電流、電圧、抵抗の公式の覚え方

では、実際にどのようにオームの法則を使うのかを考えてみましょう。

まず、V=IRを覚えないといけないのですが、覚えられない方のために図を書いておきます。この図を覚えるとオームの法則の計算は、できるようになってきます。

学校や塾によってAのことをI、ΩのことをRと書いてあるところもありますが、あえて単位にしています。

この図の使い方は、2つの部分の数字がわかれば、もう1つも求められるということです。

注意することは、電流の単位です。電流の単位はA(アンペア)とmA(ミリアンペア)があるのですが、計算で使うのはA(アンペア)のみです。例題を3つやってみます。3つの例題でこの図の使い方を覚えてください。

電流、電圧、抵抗の例題

電圧を求める

【例題1】

電流2A、抵抗20Ωのとき、電圧はいくらでしょうか。

この場合は、電圧を求めますので、上の図のVの部分を隠します。隠すとAとΩが残ります。横並びにあるので掛け算とわかります。

(式)2×20=40、よって40Vとなります。

抵抗を求める

【例題2】

電流4A、電圧60Vのとき、抵抗はいくらになるでしょう。

この場合は、抵抗を求めますので抵抗の部分を手で隠します。隠すとVとAが残ります。この部分は、分数になっていますので割り算と分かります。

(式)60÷4=15、よって15Ωとなります。

電流を求める

【例題3】

抵抗30Ω、電圧60Vのとき、電流はいくらになるでしょう。

この場合は、電流を求めますので電流の部分を手で隠します。隠すとΩとVが残ります。この部分も分数になっていますので割り算になります。

(式)60÷30=2

よって2Aとなります。

電流、電圧、抵抗の計算問題

常に分からないものを隠すという癖をつけましょう。オームの法則は、この図を用いると解くことができます。あと2問やっておきましょう。

【問題1】

電流が500mA、抵抗が20Ωのとき、電圧はいくらでしょうか。

解き方は先ほどと同じですが、電流の単位に注意しましょう。このオームの法則では、電流はA(アンペア)しか使えません。1A=1000mAですので500mA=0.5Aと直してから計算します。次にVを求めますのでVを隠します。Vを隠すとAとΩを掛け算します。

(式)20×0.5=10、よって10Vとなります。

【問題2】

電圧が50V、抵抗が100Ωのとき、電流は何mA流れるでしょうか。

全く先ほどと解き方は同じです。電流を求めますので、Aを隠します。Aを隠すとV÷Ωとなります。

(式)50÷100=0.5となります。

よって0.5Aなんですが、しっかりと問題を読みましょう。答えはmAで答えますので0.5A=500mAとなります。

まとめ

いかがでしょうか。電圧、電流、抵抗の関係はオームの法則といいます。オームの法則は、図を書くことで計算問題を解くことができます。

しっかりと図の使い方をマスターして電流、電圧、抵抗を自分のものにしましょう。

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