成績アップの秘訣~基礎と実践のバランス「中学理科#135~非オーム抵抗②~」 勉強が好きになる小中高生向け学習塾「札幌自学塾」

 

 

 

 

 

前回 非オーム抵抗①

 

 

 

1.非オーム抵抗の問題
例題

異なる抵抗R₁、R₂を使って次のような回路をつくった。

 

 

電源装置の電圧を20Vにしたとき、R₂に流れる電流は何Aか求めなさい。

 

 

なお以下のグラフは、R₂に加わる電圧と流れる電流の関係を表したものである。

 


 

 

【解答】

 

 

まずR₂に流れる電流をI(A)、加わる電圧をV(V)としましょう。↓

 

 

 

直列回路なので、R₁に流れる電流もI(A)です。↓

 

 

 

 

するとR₁に加わる電圧は、オームの法則より

 

  25Ω×I(A)=25I(V)

 

 

と表すことができます。

 

 

 

ここで電圧に注目しましょう。

 

 

 

電流には電源からもらった電圧を1つの道筋で使い切るという法則があります。(キルヒホッフの法則)

 

 

電源電圧は20Vです。

 

つまりR₁とR₂で合わせて20V使うということになります。

 

 

よってR₂に加わる電圧を式にすると

 

  20-25I(V)

 

となります。↓

 

 

 

ここから

 

  V(V)=20-25I(V)

 

の関係があることがわかります。

 

 

この式を「I=・・・」の形に変形します。

 

  25I=-V+20

 

この「I」と「V」は一次関数の関係になっています。

 

 

この式が表すグラフを、与えられていたグラフに書き足してみましょう。↓

 

 

 

ここでグラフの交点を見ます。

 

交点の値が、R₂の電圧と電流を表すのです。

 

 

よってR₂に流れる電流は0.6Aとなります。

 

 

 

- POINT -

 

非オーム抵抗の問題は、与えられたグラフに一次関数のグラフを書き足して、その交点を見よう。