例題41 オームの法則

解説

直感的理解
オームの法則 \(V = RI\) は電気回路の最も基本的な式です。電圧・電流・抵抗の3つのうち2つがわかれば、残りの1つを求められます。

オームの法則 \(V = RI\) を用いて解きます。

(1) \(V = RI = 3.0 \times 0.50 = 1.5\) V

(2) \(I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{9.0}{12} = 0.75\) A

(3) \(R = \dfrac{V}{I} = \dfrac{80}{1.6} = 50\) Ω

具体的な計算:電圧 $V = 6.0$ V、抵抗 $R = 3.0$ $\Omega$ のとき:

$$R = \rho \frac{L}{S}$$ $$V = IR$$ $$I = \frac{V}{R} = \frac{6.0}{3.0} = 2.0 \text{ A}$$
答え:
(1) \(V = 1.5\) V
(2) \(I = 0.75\) A
(3) \(R = 50\) Ω
補足:抵抗率と温度の関係

金属の抵抗率は温度が上がると大きくなります。温度係数を $\alpha$ として:

$$\rho(T) = \rho_0 (1 + \alpha \Delta T)$$

数値計算:電圧 \(V = 6.0\) V、抵抗 \(R = 3.0\) Ω のとき:

$$I = \frac{V}{R} = \frac{6.0}{3.0} = 2.0 \text{ A}$$ $$P = VI = 6.0 \times 2.0 = 12 \text{ W}$$
Point

\(V = RI\) の三角図を覚えよう。求めたい量を隠すと、残りの2つの関係(掛け算 or 割り算)がわかる。