水でイメージする!オームの法則 リアルタイムシミュレータ

illust-A girl explaining Ohm's law
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電気は水の流れに例えられます。電圧(電位)は水位、電流は水の勢い、抵抗は水を通すパイプの太さ。電気に関する書籍での定番の解説です。見えないものを水に例えられても・・という所はあるかもしれませんが、見えないからこそ想像力が発揮されます。見えない電気、イメージしてみよう。

目次

【動かして学ぶ】水流でわかるオームの法則シミュレータ

figure-Water-level model of Ohm's law

⚡ オームの法則・水位モデル シミュレータ

タンク
💧
電流
電流 (I) = 5V ÷ 5Ω = 1.0 A
ルウェルナ

スライダーを動かして水の流れを感じてください。

流々星 奏

電圧が高くて抵抗が低いほど、電流の勢いが大きくなりますね。

オームの法則

ルウェルナ

オームの法則、これは絶対に覚えるしかないです。

⚡ オームの法則の公式(三角図)

V VOLTAGE (電圧) / 単位: [ V ]
÷ ÷
I CURRENT (電流)
単位: [ A ]
×
R RESISTANCE (抵抗)
単位: [ Ω ]
V = I × R
I = V ÷ R
R = V ÷ I
V(電圧)=I(電流)×R(抵抗)V(電圧) = I(電流)×R(抵抗)
I(電流)=V(電圧)÷R(抵抗)I(電流) = V(電圧)÷R(抵抗)
R(抵抗)=V(電圧)÷R(電流)R(抵抗) = V(電圧)÷R(電流)
ルウェルナ

シュミレータも併用して、納得して覚えてください。

電圧と電位の使い分け

ルウェルナ

オームの法則では電圧ですが、電気や電子回路等に携わると電位という言葉が出てきます。この違いは覚えておきましょう。

figure-Explanation of Voltage and Electric Potential

電位は、基準(通常はアースやグランドなど電位を0Vと決めた場所)から見てどれだけのエネルギーを持っているか、電圧は回路上の「2点間の電位の差(電位差)」を表します。

ルウェルナ

例えば、電位100Vと50Vでの差は50V、これが電圧でエネルギーを生みます。この差を電位差と呼び、電圧と電位差は同じものです。

ルウェルナ

電圧という言葉の通り、電気を(ポンプのような)圧力で押していると考えると矛盾が生じます。なので、電位差のほうが感覚的にはしっくりくると思います。

figure-The Contradiction in the Term Voltage

著者の体験談 : 決して真似してはいけませんが、無知ならではの危険行為を2つほど。小学生だった私、豆電球は電圧が高いほど明るくなるということを学校で学びました。そうだ! 家の100Vのコンセントに差し込んだらものすごく明るく光るに違いない。そうして電線を差し込んだ豆電球は一瞬で吹き飛びましたとさ…。ミニ四駆って昔流行りましたよね。いかに早く走らせるか・・そうだ! 電池をたくさん繋げばものすごくモーターが早く回って早くなるに違いない。そうして電池をたくさんつないだモーターはそれは早く回りましたが、熱で焼き切れましたとさ…。良い子の皆んなは決して真似しないようにお願いします。(下手すれば感電して◯◯ます)今思えばこんなことやるような子供だったから電気通信業界に勤めるようになったのかと後追いで感じる次第ですが。

illust-A girl looking at the night view from a high vantage point

電気がないと本当に困る。1日だって使わない日がない。日本で初めて電灯が点灯したのは明治時代。まだ200年も立っていない。いまさら電気のない生活には戻れないし、戻るつもりもない。夜景は電気があったから見える景色、大自然が作り出したものにはかなわないかもしれないけど、人間の手が作り出したものの中では上位に入る芸術作品じゃないかな。

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