オームの法則を解説!電気回路の基礎

第二種電気工事士試験の筆記試験では、電気回路の計算問題が出題されます。
その電気回路の計算問題で最も基本となる法則「オームの法則」を解説いたします。

電圧=抵抗×電流 E=RI

電圧〔V]は、抵抗〔Ω]と電流〔A〕をかけたものとなります。
電気回路は川の流れによく例えられますが、流れを邪魔するようなものがあった場合、流れを押し込むような力をかけているのが電圧ということになります。この電圧と電流、抵抗の関係を式で表したのが「オームの法則」です。

オームの法則の具体例

 

具体的に電池と電球を使ったシンプルな回路で考えてみましょう。
電池は使うと減っていくことがご存知かと思いますが、これは電圧が徐々に下がっていくからということです。
電球の抵抗は、固定の数字となります。電圧が低くなると、オームの法則より、電流が減っていくことになります。
このような状況となるとどうなるかというと、電球に流れる電流が減っていくことで、光が暗くなっていくということが発生します。
電圧が低くなった電池は交換し、電圧が元に戻るので明るさが回復します。

具体的な計算方法

 

具体的には、図のような回路の電圧を求めてみましょう。
6〔Ω〕の抵抗に、2〔A〕の電流が流れている回路があります。この回路の電圧を求めるという問題の場合、
E=R×I=6×2=12〔V〕となります。

上記と同じ構成の回路で、抵抗12〔Ω〕に100〔V〕の電圧だった場合、電流は
I=E/R=100/12=8.333〔A〕となります。

上記と同じ構成の回路で100〔V〕の電圧で電流が100〔A〕だった場合、
R=E/I=100/100=1〔Ω〕となります。

つまり、電圧、抵抗、電流のうち二つが分かっていれば、オームの法則よりもう一つも計算で出すことができるということになります。
抵抗、電圧、電流は電気分野では最も基本となる要素となりますので、この三つの関係性を最小に示したオームの法則は最も重要な法則となります。

直流回路だけでなく交流回路にも適用

今回の例題では、簡単な直流回路を考えて説明しました。
オームの法則は、直流回路だけでなく、交流回路へも適用することができます。
交流回路も単相交流、三相交流、単相三線式回路などにおいても、適用することができる電気の基本中の基本です。




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