オームの法則を一言でいうと、導体の両端の電位差(電圧)は、そこを流れる電流と抵抗の積に等しい、つまり V = I x R です。このガイドでは、3つの量、法則が成り立たない場合、I-Vグラフ、抵抗の直列・並列、電力、そして4つの計算例を、GCSE、A-level、AP Physics 2、CBSE、JEE Main の学習者向けにわかりやすく解説します。
要点まとめ
- オームの法則:V = I x R。V はボルト、I はアンペア、R はオーム(Ω)で表します。
- 温度を一定に保った金属の抵抗器のような、オーム性の導体で成り立ちます。
- フィラメント電球とダイオードは非オーム性です。I-Vグラフは曲線になります。
- 直列:R = R1 + R2。並列:1/R = 1/R1 + 1/R2。
- 電力:P = V x I = I^2 x R。
物理のオームの法則とは?
ひとことで答えると: オームの法則とは、温度が変わらない限り、オーム性の導体を流れる電流はその両端の電位差に比例する、という法則です。つまり V = I x R で、R は一定です。電圧を倍にすると、電流も倍になります。電流によって R が変わる部品は、非オーム性です。
AQA GCSE の学習者は「電位差 = 電流 × 抵抗」を覚えて使えるようにする必要があります(AQA GCSE Physics 8463、4.2.1節)。
電圧・電流・抵抗とは?
回路の問題で必要な5つの量。
- 電位差(V) の単位はボルト(V)です。単位電荷あたりに移されるエネルギーのことです。
- 電流(I) の単位はアンペア(A)です。電荷が流れる割合のことです。
- 抵抗(R) の単位はオーム(Ω)です。部品が電流をどれだけ妨げるかを表します。
- 電力(P) の単位はワット(W)で、毎秒移されるエネルギーです。電荷(Q) の単位はクーロン(C)で、Q = I x t です。
AQA A-level では、電位差を単位電荷あたりの仕事 V = W/Q と定義しています(AQA A-level Physics 7408、3.5.1節)。
オームの法則の公式の三角形はどう使う?
三角形の上に V を、下に I と R を並べて書きます。求めたい量を指で隠しましょう。
| 求めたい量 | 隠すと見えるもの | 公式 |
|---|---|---|
| 電位差 | I と R が横に並ぶ | V = I x R |
| 電流 | R の上に V | I = V / R |
| 抵抗 | I の上に V | R = V / I |
必ず先に単位をそろえましょう。250 mA は 0.25 A です。2 kΩ(キロオーム)は 2,000 Ω です。
計算例1:電流を求める
12 V の電源を 4 Ω の抵抗につなぎます。電流と電力を求めましょう。
計算例1の各ステップ。
- 法則を書く:V = I x R。
- 電流の式に変形する:I = V / R。
- 代入する:I = 12 / 4 = 3 A。
- 電力:P = V x I = 12 x 3 = 36 W。
- 確認:3 x 4 = 12 V で、電源の電圧と一致します。
計算例2:電位差を求める
20 Ω の抵抗に 0.5 A が流れています。V = I x R = 0.5 x 20 = 10 V。確認:10 / 20 = 0.5 A。
オームの法則が成り立つとき、成り立たないときは?
オームの法則が成り立つのは、抵抗が一定のときだけです。つまり、温度が一定のオーム性導体です。AQA A-level では、物理的な条件が一定のもとで I が V に比例する「特別な場合(a special case)」としています。AP Physics 2 では、どんな電流でも抵抗が一定の物質を「オーム性の物質(ohmic materials)」と呼びます(AP Physics 2 Course and Exam Description)。
- フィラメント電球。 電流が増えると、フィラメントが熱くなります。AQA によると、温度が上がるにつれて抵抗も大きくなります。
- ダイオード。 電流は一方向にしか流れません。逆方向では、ダイオードの抵抗は非常に大きくなります。
I-Vグラフはどんな形?
I-Vグラフは、電位差に対する電流を表したグラフです。AQA GCSE の Required Practical 4(必修実験)では、フィラメント電球、ダイオード、温度一定の抵抗器を調べます。
| 部品 | I-Vグラフの形 | オーム性? |
|---|---|---|
| 抵抗器(温度一定) | 原点を通る直線 | はい |
| フィラメント電球 | V が大きくなるにつれて平らになるS字の曲線 | いいえ |
| ダイオード | 逆方向ではほぼゼロ、順方向では急に増える | いいえ |
I を縦軸(y軸)にとると、傾きは R ではなく 1/R です。AQA A-level の問題では、横軸が I の場合も V の場合もあるので、まず軸を確認しましょう。運動のグラフで学んだ傾きの読み方が、ここでも役立ちます。
抵抗の直列接続と並列接続はどう計算する?
直列(道筋がひとつ):どの抵抗にも同じ電流が流れます。電源の電圧は各抵抗で分け合います。合成抵抗:R = R1 + R2。
並列(別々の枝):どの枝にも同じ電位差がかかります。枝の電流を足すと、全体の電流になります。合成抵抗:1/R = 1/R1 + 1/R2。合成抵抗は、いちばん小さい抵抗よりも必ず小さくなります。
AQA GCSE では並列の合成抵抗を計算する必要はなく、説明できればよいとされています。AQA A-level、CBSE、JEE Main では並列の公式も範囲に入ります。
計算例3:直列と並列
6 Ω と 3 Ω の抵抗を、まず直列に、次に並列につなぎます。
直列では抵抗を足し、並列では抵抗の逆数を足します。
9 V の電源で直列:
- R = 6 + 3 = 9 Ω。
- I = V / R = 9 / 9 = 1 A。
- 確認:1 x 6 = 6 V、1 x 3 = 3 V で、合計 9 V。
6 V の電源で並列:
- 1/R = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6。
- よって R = 6/3 = 2 Ω。
- 全体の電流:I = 6 / 2 = 3 A。
- 確認:1 A(6 Ω の枝)+ 2 A(3 Ω の枝)= 3 A。
電力とオームの法則はどうつながる?
P = V x I です。V を I x R に置きかえると、P = I^2 x R になります。AQA A-level と NCERT では P = V^2 / R も扱います。
計算例4:ヒーターの電力
50 Ω のヒーターの発熱体に 2 A が流れています。電力を求めましょう。
- P = I^2 x R = 2^2 x 50 = 4 x 50 = 200 W。
- 確認:V = 2 x 50 = 100 V、P = V x I = 100 x 2 = 200 W。エネルギーについてもっと知りたい人は、仕事とエネルギーの定理のガイドを読んでみてください。
オームの法則でよくあるミスは?
- 単位を変換しない。 先に mA を A に、kΩ を Ω に直しましょう。
- 式の変形をまちがえる。 数字を入れる前に、まず公式を書きましょう。
- 並列の抵抗をそのまま足す。 6 Ω と 3 Ω の並列は 9 Ω ではなく 2 Ω です。
- 1/R の逆数をとり忘れる。 1/R = 1/2 なら、R は 0.5 Ω ではなく 2 Ω です。
- 電球をオーム性だと考える。 R = V / I で求まるのは、ある一点での抵抗だけです。
- 傾きを読みまちがえる。 I が縦軸なら、傾きは 1/R です。
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オームの法則はシラバスのどこに出てくる?
- AQA GCSE Physics 8463(Version 1.1、30 September 2019):4.2.1.3節、4.2.1.4節、4.2.2節。GCSE Physics ガイドもご覧ください。
- AQA A-level Physics 7408(Version 1.3、1 June 2017):3.5.1節。抵抗率と内部抵抗が加わります。A-level Physics ガイドもご覧ください。
- AP Physics 2: Unit 11, Electric Circuits(電気回路、topic 11.3)。多肢選択セクションの15-18%を占めます。このコースは2024-25年度に改訂され、回路の内容がより充実しました。AP Physics 2 試験ガイドもご覧ください。
- CBSE Class 10 Science: NCERT Chapter 11, Electricity で、オームの法則、抵抗の直列・並列、電力を扱います。今年度のシラバスは CBSE の学術サイトで確認してください。CBSE 2027年ボード試験ガイドもご覧ください。
- JEE Main 2027: 公式シラバスの Physics Unit 12, Current Electricity(電流)には、オームの法則、オーム性・非オーム性の I-V 特性、抵抗の組み合わせ、キルヒホッフの法則が挙げられています。JEE Main 2027 ガイドもご覧ください。
Asymptode がオームの法則と回路の学習をどうサポートするか
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事実確認:8 November 2026 に公式情報源と照合済み。
FAQ
オームの法則を簡単にいうと?
温度が一定なら、導体を流れる電流はその両端の電位差に比例します。式で書くと V = I x R です。オーム性の抵抗にかかる電圧を倍にすると、電流も倍になります。
V = I x R の単位は?
V はボルト(V)、I はアンペア(A)、R はオーム(Ω)です。ミリアンペアやキロオームは先に変換しましょう。250 mA は 0.25 A です。
フィラメント電球はオームの法則に従う?
従いません。電流が増えるとフィラメントが熱くなり、抵抗が大きくなります。I-Vグラフは曲線になるので、非オーム性です。
ダイオードはなぜ非オーム性なの?
ダイオードは電流を一方向にしか流さず、逆方向では抵抗が非常に大きくなります。抵抗が一定ではないので、非オーム性です。
並列の合成抵抗はどう求める?
1/R = 1/R1 + 1/R2 を使い、最後に逆数をとります。6 Ω と 3 Ω なら 1/R = 1/6 + 1/3 = 3/6 なので、R = 2 Ω です。合成抵抗は、いちばん小さい抵抗よりも必ず小さくなります。
オームの法則は JEE Main 2027 のシラバスに入っている?
はい。公式シラバスでは Physics Unit 12, Current Electricity(電流)の中に、I-V 特性、抵抗の組み合わせ、電力、キルヒホッフの法則とともに挙げられています。
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出典
- AQA GCSE Physics 8463 specification (section 4.2 Electricity)
- AQA AS and A-level Physics 7407/7408 specification (section 3.5.1)
- AP Physics 2: Algebra-Based Course and Exam Description (effective fall 2024)
- AP Physics revisions for 2024-25 (College Board)
- NCERT Class 10 Science, Chapter 11 Electricity
- Syllabus for JEE (Main) 2027 (NTA)

