電流と抵抗は水道管にたとえるとつかみやすくなります。電圧は水を押す水圧、電流は流れる水の量、抵抗は管が細くて流れを妨げる度合いです。
オームの法則 V = IR により、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。
電流が流れている間にエネルギーがどれだけ速く使われるかが電力で、その時間に実際に使ったエネルギーが電力量です。
電圧と抵抗のスライダーを動かすと、回路を流れる電流と消費電力が一緒に変わります。
電流と抵抗の直観
💧 水道管にたとえると
①電圧 V は、水圧のように電荷を押し出す度合いである
②電流 I は、流れる水の量のように、1 秒間に断面を通る電荷の量である
③抵抗 R は、管の細さのように流れを妨げる度合いである
オームの法則
12 V
4 Ω
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電池 1 つと抵抗 1 つでできた直流回路での電圧・電流・抵抗の関係
💡 注目する点
①電圧を 2 倍にすると電流も 2 倍になる
②抵抗を 2 倍にすると電流は半分になる
③V = IR は電気回路の最も基本的な関係である
④導線の抵抗は R = ρL/A で、長さに比例し断面積に反比例する
⑤図は抵抗 1 つの回路で、直列・並列接続は試験のポイントにまとめた
オームの法則の 3 つの形
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（エネルギーを使う速さ）
P = VI = I²R = V²/R
電力（W） = 電圧 × 電流。V = IR を入れると 3 つの形が出てくる
電力量（使ったエネルギー）
W = Pt = VIt
電力量（J） = 電力 × 時間
💰 電気料金と電力量
①1 kWh = 1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J である
②電気料金は、使った電力量（kWh）に単価を掛けた値である
③100 W の電球を 10 時間つけると 1 kWh を使う
例題
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
V = IR を I = V/R に変形する。
I = VR
2
V = 12 V、R = 6 Ω を代入する。
I = 126 = 2 A
▸ 2 A
電圧が大きいほど、また抵抗が小さいほど電流は大きい。
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
電流と抵抗が分かっているので P = I²R を使う。
P = I2 R
2
I = 2 A、R = 10 Ω を代入する。
P = 22 × 10 = 40 W
▸ 40 W
電力の 3 つの形 P = VI = I²R = V²/R はどれも同じ値になる。ここでは V = IR = 20 V なので、VI = 40 W でも確かめられる。