回路には、電気を押し出す力である電圧〔V〕、流れる電気の量である電流〔A〕、 電気の流れにくさを表す抵抗〔Ω〕の3つの量が登場する。電熱線や抵抗器では、 この3つに決まって成り立つ関係があり、オームの法則と呼ばれている。
最重要ポイント：電圧が大きくなるほど電流は増え、抵抗が大きくなるほど電流は減る。 この関係を式にすると、電圧〔V〕＝電流〔A〕×抵抗〔Ω〕となる。
電流〔A〕＝電圧〔V〕÷抵抗〔Ω〕
抵抗〔Ω〕＝電圧〔V〕÷電流〔A〕
電圧〔V〕＝電流〔A〕×抵抗〔Ω〕
例題1：電流を求める
電源の電圧が12V、電熱線の抵抗が6Ωのとき、流れる電流は？
例題2：抵抗を求める
電源の電圧が15V、回路を流れる電流が5Aのとき、抵抗の大きさは？
例題3：電圧を求める
抵抗が9Ω、電流が3A流れているとき、電源の電圧は？
回路には、電気を押し出す力である電圧〔V〕、流れる電気の量である電流〔A〕、 電気の流れにくさを表す抵抗〔Ω〕の3つの量が登場する。電熱線や抵抗器では、 この3つに決まって成り立つ関係があり、オームの法則と呼ばれている。
最重要ポイント：電圧が大きくなるほど電流は増え、抵抗が大きくなるほど電流は減る。 この関係を式にすると、電圧〔V〕＝電流〔A〕×抵抗〔Ω〕となる。
電流〔A〕＝電圧〔V〕÷抵抗〔Ω〕
抵抗〔Ω〕＝電圧〔V〕÷電流〔A〕
電圧〔V〕＝電流〔A〕×抵抗〔Ω〕
例題1：電流を求める
電源の電圧が12V、電熱線の抵抗が6Ωのとき、流れる電流は？
例題2：抵抗を求める
電源の電圧が15V、回路を流れる電流が5Aのとき、抵抗の大きさは？
例題3：電圧を求める
抵抗が9Ω、電流が3A流れているとき、電源の電圧は？
金属はどれも電気を通すが、同じ太さ・同じ長さでも、金属の種類がちがうと抵抗の大きさは変わる。 抵抗が小さい金属ほど電流が流れやすく、抵抗が大きい金属ほど電流は流れにくい。
なぜ導線には銅が使われるの？抵抗の小ささだけなら銀が一番だが、銀は値段がとても高い。 銅は銀に次いで抵抗が小さいうえに値段が手ごろなので、家庭やまちの配線には銅線が広く使われている。
電気ストーブやドライヤーのように、電流を流すことでわざと熱を出させる部分に使う金属線を 電熱線という。電熱線には、金属の中でも特に抵抗の大きいニクロム線がよく使われる。 抵抗が大きい金属線ほど電流が流れにくく、電気のエネルギーが熱に変わりやすいからである。
同じ金属でできた線でも、長さや太さ（断面積）がちがうと抵抗の大きさは変わる。 抵抗についての関係（長さに比例・太さに反比例）は電圧によらずいつも成り立つが、 電流についての関係（長さに反比例・太さに比例）は電源の電圧が同じときだけ成り立つ。
抵抗は長さに比例する／電流は長さに反比例する
抵抗は太さに反比例する／電流は太さに比例する
複数の抵抗（電熱線や抵抗器）をつなぐとき、直列つなぎと並列つなぎでは、 各抵抗に流れる電流や加わる電圧の大きさの決まり方がまったくちがう。まずは表で整理しよう。
| 項目 | 直列つなぎ | 並列つなぎ |
|---|---|---|
| 電流 | 回路のどこでも同じ大きさ | 抵抗の比の逆比に分かれる |
| 電圧 | 各抵抗の比と同じ比で分かれる | 各抵抗に同じ大きさが加わる |
| 合成抵抗 | 各抵抗の和（元の抵抗より必ず大きくなる） | 逆数の和の逆数（一番小さい抵抗よりも小さくなる） |
いくつかの抵抗をひとまとめにして「1つの抵抗」とみなしたものを合成抵抗という。 直列と並列で求め方がちがうので注意する。
直列つなぎ：合成抵抗＝各抵抗の和 例）10Ω＋20Ω＝30Ω
並列つなぎ：合成抵抗の逆数＝各抵抗の逆数の和 例）1/6＋1/3＝1/6＋2/6＝3/6＝1/2 より、合成抵抗＝2Ω
Q. なぜ直列つなぎでは、回路のどこでも電流が同じ大きさになるの？
A. 直列つなぎには電流の通り道が1本しかなく、途中で電流が増えたり分かれたりする場所がないから。
Q. 並列つなぎの合成抵抗は、なぜ一番小さい抵抗よりも小さくなるの？
A. 並列につなぐと電流の通り道が増える。道が増えれば増えるほど全体としては電流が流れやすくなるので、合成抵抗はどの抵抗よりも小さくなる。
Q. 直列つなぎで電圧が抵抗の比と同じ比に分かれるのはなぜ？
A. 直列では電流がどこも同じ大きさになる。オームの法則（電圧＝電流×抵抗）より、電流が共通なら電圧は抵抗の大きさにそのまま比例して決まるから。
Q. 並列つなぎで電流が抵抗の逆比に分かれるのはなぜ？
A. 並列では各抵抗に同じ電圧が加わる。電流＝電圧÷抵抗なので、電圧が共通なら抵抗が小さい方に大きな電流が流れ、電流の比は抵抗の比を逆にしたものになる。
電熱線を複数本つないで水をあたためる実験では、電熱線のつなぎ方によって発熱量の決まり方が変わる。 直列つなぎでは回路を流れる電流がどこも同じ大きさになるので、発熱量は抵抗の大きさにそのまま比例する （抵抗が大きい電熱線ほどよく発熱する）。一方、並列つなぎでは各電熱線に同じ大きさの電圧が加わるため、 抵抗が小さい電熱線ほど大きな電流が流れ、発熱量は抵抗の大きさに反比例する （抵抗が小さい電熱線ほどよく発熱する）。
最重要ポイント：直列つなぎ → 発熱量は抵抗に比例／並列つなぎ → 発熱量は抵抗に反比例。 つなぎ方によって「発熱しやすい電熱線」がまったく逆になることに注意しよう。
電熱線を使って水をあたためるとき、水温の上昇は電熱線が出す発熱量に比例し、 水の量に反比例する。同じ発熱量でも、水の量が多いほど温度は上がりにくい。
下の装置で、断面積0.5mm2の電熱線を使い、長さを変えて水100gを5分間あたためる実験をした。 結果は表の通りである。この電熱線を断面積1.0mm2・長さ20cmのものに取りかえて同じ実験をくり返すと、水温は何度上がるか求めなさい。 電熱線から出た熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。
| 長さ〔cm〕 | 4 | 8 | 16 |
|---|---|---|---|
| 上昇温度〔℃〕 | 15.0 | 7.5 | 3.75 |
とき方
電熱線1本を使って水60gを5分間あたためたところ、12℃上昇した。同じ電熱線・同じ時間で水180gをあたためると、水温は何℃上昇するか。 電熱線から出た熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。
とき方
電熱線X（2Ω）・Y（4Ω）・Z（6Ω）を使って、同じ量の水が入ったビーカーをそれぞれあたためる実験をする。 電熱線から出た熱はすべて水の温度上昇に使われるものとする。
(a) 3本を直列につないだとき、Zを入れたビーカーの水温が12℃上昇した。X・Yを入れたビーカーの水温はそれぞれ何℃上昇するか。
とき方
(b) 3本を並列につないだとき、Zを入れたビーカーの水温が2℃上昇した。X・Yを入れたビーカーの水温はそれぞれ何℃上昇するか。
とき方
計算のコツ：電熱線の水温上昇の問題では、まず「電源電圧が同じか」「つなぎ方は直列か並列か」を確認し、 比例・反比例のどちらの関係を使うのかを最初に決めてから比の計算に入ると、ミスが減る。