【STEP2-2】オームの法則｜V＝IRを覚える前に、3つの量を動かす

V＝IRは覚えている。

それなのに、Iを求める問題になると式の形に迷う。

これは、公式を忘れたからではありません。

三つの量がどのように動くかと、
式の形がまだつながっていないからです。

オームの法則は、電圧・電流・抵抗の関係を表します。

V=IR

この一行を三つの公式として覚える必要はありません。

まず、回路の変化を予想し、
そのあとで求めたい文字を一人にします。

電圧を2倍にすると、電流はどうなるか

抵抗を変えずに電圧を2倍にします。

流れを生み出す差が2倍になり、
流れにくさは同じです。

したがって、電流も2倍になります。

I\propto V\qquad(R\text{が一定})

電流は電圧に比例します。

抵抗を2倍にすると、電流はどうなるか

今度は電圧を変えずに、抵抗を2倍にします。

流れを生み出す差は同じで、
流れにくさだけが2倍になります。

電流は半分です。

I\propto\frac{1}{R}\qquad(V\text{が一定})

電流は抵抗に反比例します。

この二つを一つにまとめた形が、

I=\frac{V}{R}

です。

STEP1で学んだ比例・反比例が、
そのまま電気の現象になっています。

式変形は「求めたい文字を一人にする」

元の式は、

V=IR

電流 I を求めるなら、
両辺を R で割ります。

\displaystyle \frac{V}{R}=\frac{IR}{R} I=\frac{V}{R}

抵抗 R を求めるなら、
両辺を I で割ります。

\displaystyle \frac{V}{I}=\frac{IR}{I} R=\frac{V}{I}

「Vは上、IとRは下」と場所で覚えるのではなく、
等式の両側へ同じ操作をします。

単位も式の一部として読む

オームの法則では、

1\,\mathrm{V}=1\,\mathrm{A}\times1\,\mathrm{\Omega}

が成り立ちます。

電流を求めるときは、

\mathrm{A}=\frac{\mathrm{V}}{\mathrm{\Omega}}

です。

計算後に単位がAにならなければ、
式の選び方や単位換算を確認します。

例題　答えを予想してから計算する

120 Vの電源へ、
30 Ωの抵抗を接続します。

まず、電流は何十Aではなく、
数A程度になりそうだと予想します。

\displaystyle I=\frac{V}{R}=\frac{120}{30}=4\,\mathrm{A}

次に、抵抗を60 Ωへ変えます。

抵抗は2倍なので、
電流は半分の2 Aになるはずです。

\displaystyle I=\frac{120}{60}=2\,\mathrm{A}

予想と計算結果が一致しました。

電圧と電流のグラフ

抵抗が一定なら、電圧を横軸、
電流を縦軸にしたグラフは原点を通る直線です。

I=\frac{1}{R}V

グラフの傾きは、抵抗 R の逆数（1 ÷ R）です。

抵抗が小さいほど傾きは大きくなり、
同じ電圧で多くの電流が流れます。

グラフは飾りではありません。

回路の流れやすさを、
線の傾きとして見ているのです。

はるの気づき

以前の私は、V＝IRの三角形を思い出せるかどうかで勝負していました。

思い出せないと、その時点で問題を諦めていました。

でも、抵抗を増やせば電流は減ると分かっていれば、
I = V × R はおかしいと気づけます。

公式を完璧に保存するより、
式が現象と合っているかを確かめる方が強いのです。

公式を覚える前に、公式を動かす。

これが、オームの法則を自分で戻せる形にする方法です。

電験3種では、ここを確認する

• どの部分にかかる電圧か
• どの抵抗を流れる電流か
• V・A・Ωの単位がそろっているか
• 抵抗を増やしたとき、答えが増える式になっていないか

まとめ

オームの法則は、三つの記号を並べた暗記式ではありません。

• 電圧を増やすと電流は増える
• 抵抗を増やすと電流は減る
• 求めたい文字は、等式の両側へ同じ操作をして一人にする

次は、抵抗が一つではなく複数になったとき、
電流と電圧がどう分かれるかを見ます。

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