オームの法則とは？公式の覚え方をわかりやすく解説！練習問題と解説付き

物理 2022.8.10

電気の分野でオームの法則は基本的で重要な項目とされ、たくさん問題を見かけるでしょう。けれども、公式がなかなか覚えられずに使いこなせず、苦手に思う方も多いのではないでしょうか？ここでは簡単な覚え方と具体的な問題例を紹介いたします。これを読めば、オームの法則を用いた問題がスラスラと解けるようになります。

【目次】
1.オームの法則とは
2.オームの法則の公式の覚え方
　2-1.抵抗を求める公式「R(Ω)=(V(V))/(I(A))」
　2-2.電流を求める公式「I(A) =(V(V))/(R(Ω))」
　2-3.電圧を求める公式「V(V) = I(A)×R(Ω)」
3.オームの法則を使った練習問題
　3-1.抵抗が1つの場合
　3-2.抵抗が複数ある場合
4.まとめ

1. オームの法則とは

電気を扱う上での重要な3要素は「電圧」「抵抗」「電流」で、それぞれV, R, Iで表します。

Vはボルトと読み、電圧Vの単位です。

Ωはオメガと読み、抵抗Rの単位です。

Aはアンペアと読み、電流Iの単位です。

それらの間には次のような関係があります。

V(V)＝I(A) ×R(Ω)
電圧　電流抵抗

『電圧の大きさVは、電流Iが大きくなるほど大きくなり（比例）、抵抗Rが大きくなるほど、大きくなる（比例）』性質があります。

これをオームの法則といいます。

オームの法則は、以下のようにも置き換えられます。

R(Ω)=V(V)/I(A)

I(A)=V(V)/R(Ω)

問題でどれを求めるのかによって使い分けてください。

2. オームの法則の公式の覚え方

オームの法則は、簡単な覚え方があります。
まずは、以下のような順番でV、I、Rを中に書いた円を描いてください。

そして、求めたいものを手で隠せば、計算方法を知ることができます。

抵抗を求める公式「R(Ω)=V(V)/I(A)」

まず、抵抗R(Ω)を求める場合です。

図で、求める抵抗R(Ω)の部分を手で隠します。

図からR(Ω)=V(V)/I(A)と計算できることがわかります。

電流を求める公式「I(A)=V(V)/R(Ω)」

次は、電流（I）を求める場合です。

図で、求めるI(A)の部分を手で隠します。

図からI(A)=V(V)/R(Ω)と計算できることがわかります。

電圧を求める公式「V(V) = I(A)×R(Ω)」

最後は電圧(V)を求める時です。

図で、求めるV(V)の部分を手で隠します。

図からV(V)=I(A)×R(Ω)と計算できることがわかります。

3. オームの法則を使った練習問題

抵抗が1つの場合

単純にオームの法則を使います。

■練習問題①

上記回路の電源の電圧Vの大きさを求めてください。

◆練習問題①　解答解説

オームの法則により

V(V)=I(A)×R(Ω)
＝3×6
＝18（V）

■練習問題②

上記回路の抵抗Rの大きさを求めてください。

◆練習問題②　解答解説

オームの法則により

R(Ω)=V(V)/I(A)

=12/2

=6(Ω)

■練習問題③　

上記回路の電流Iの大きさを求めてください。

◆練習問題③　解答解説

オームの法則により

I(A)=V(V)/R(Ω)

=18/5=3.6(A)

抵抗が複数ある場合

抵抗が複数ある場合は、考え方が複雑になりますが、以下のことに注意をすれば解けますので、まとめておきましょう。

①直列つなぎの場合

変化しないもの…電流I

電源の電圧Vについて、 V=V1+V2

全体的な抵抗は、それぞれの抵抗の和。

■練習問題④

上記回路の抵抗Rと電源の電圧Vの大きさを求めてください。

◆練習問題④　解答解説

2個の抵抗が直列つなぎになっているので、どちらの抵抗にも同じ電流2Aが流れていることに注目。

右側の抵抗の部分について、オームの法則より

R=V/I

=10/2=5(Ω)

この回路全体の抵抗は、12+5=17(Ω)となるので、

電源の電圧は、オームの法則により

V=I×R

＝2×17=34(V)

②並列つなぎの場合

変化しないもの…電圧V

全体に流れる電流Iは、それぞれの抵抗を流れる電流をI₁、I₂とすると、

I＝I₁＋I₂

全体の抵抗をRとすると、 1/R=1/R1+1/R2となる。

解説によっては、R=R1×R2/R1+R2 としているところもあります（同じ意味）。

■練習問題⑤

上記回路の抵抗Rとそこに流れる電流Iの大きさを求めてください。

◆練習問題⑤　解答解説

並列つなぎなので、どの抵抗にも等しく働くのは電圧（6V）です。

下の抵抗の部分についてオームの法則により、I=V/R=18/6=3(A)

電流についてI+3＝9なので、I＝6（A）

上の抵抗の部分について、オームの法則によりR=V/I=18/6=3(Ω)

ちなみに問題にはありませんが、この回路全体にかかる抵抗をR‘とすると、並列つなぎなので、抵抗に関して1/R´=1/R1+1/R2 が成り立つことを利用して、

1/R´=1/3+1/6=1/2

R´=2(Ω)とわかります。

まとめ

電気の分野で、オームの法則を利用することにより、さまざまな事が計算によって求められることがわかりました。基本的な公式を覚えやすい覚え方でマスターし、直列つなぎ・並列つなぎ特有の性質を知っておけば、それらを使い続けることによって、やや複雑な場合も求められます。多くの人が苦手意識を持ちやすい分野ですが、ここでまとめたポイントをこなせるようになると、解くのが楽しくなりそうですね。

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