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単語帳
高校1~高校2年生 (15-17歳)

電流と抵抗

Electric Current and Resistance

電流と抵抗は水道管に例えるとわかりやすいです。電圧は水圧、電流は流れる量、抵抗は管の狭さです。 オームの法則 V = IR では電圧を上げると電流が増え、抵抗を大きくすると電流が減ります。 電力がどれだけ速くエネルギーを使うか、電力量が実際にどれだけ使ったかまで続けて見られます。 このページでは電圧と抵抗をスライダーで変えながら、回路の電流がどう変わるかを確かめてみましょう。

電流と抵抗の直感
💧 水道管に例えると
①電圧(V) = 水圧 — 水を押し出す力
②電流(I) = 水量 — 実際に流れる水の量
③抵抗(R) = 管の狭さ — 流れを妨げる要素
オームの法則の可視化
12 V
4 Ω
💡 核心観察
①電圧を上げると電流が比例して増加
②抵抗を上げると電流が反比例して減少
③V = IRは回路の最も基本的な関係
オームの法則
オームの法則
V = IR
電圧(V) = 電流(A) × 抵抗(Ω)
電流を求める
I = VR
電流(A) = 電圧(V) / 抵抗(Ω)
抵抗を求める
R = VI
抵抗(Ω) = 電圧(V) / 電流(A)
電力と電力量
電力(消費速度)
P = VI = I²R = V²/R
電力(W) = 電圧 × 電流 — 3種類の変換式
電力量(エネルギー)
W = Pt = VIt
電力量(J) = 電力 × 時間 — 実消費エネルギー
💰 電気料金と電力量
①1 kWh = 1000W × 3600s = 3.6 × 10⁶ J
②電気料金 = 電力量(kWh) × 単価
③100W電球を10時間 → 1 kWh消費
例題で確認
例題 1
抵抗 6 Ω の電球に 12 V の電圧をかけた。流れる電流は?
1
オームの法則 V = IR から I = V/R。
I = VR
2
V = 12 V, R = 6 Ω を代入する。
I = 126 = 2 A
2 A
オームの法則 V = IR を I = V/R に変形。電圧が大きく抵抗が小さいほど電流が大きい。
例題 2
抵抗 10 Ω に 2 A の電流が流れるときの消費電力は?
1
電力の式 P = I²R を使う(電流と抵抗が分かるとき)。
P = I2 R
2
I = 2 A, R = 10 Ω を代入する。
P = 22 × 10 = 40 W
40 W
電力は P = VI = I²R = V²/R の 3 形。与えられた量に合う式を選ぶ。
総まとめ
オームの法則
V = IR
電力
P = VI
共通テスト類題
同じ材質の導線で、長さを 2 倍、断面積を半分にすると抵抗は何倍になるか?
2 倍
4 倍
12
14
変化なし
② 4 倍
1
抵抗は R = ρL/A で、長さに比例し断面積に反比例する。
R = ρLA
2
L が 2 倍、A が 1/2 倍なら R は 2 ÷ (1/2) = 4 倍。
R ∝ 2LA/2 = 4·LA
🎯 試験ポイント
①V = IR:電圧=電流×抵抗(基本中の基本!)
②P = VI = I²R = V²/R:状況に応じて便利な式を選ぶ
③直列:R_合 = R₁ + R₂(抵抗増)
④並列:1/R_合 = 1/R₁ + 1/R₂(抵抗減)
⑤電力量 W = Pt、単位はJまたはkWh
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