第２７講 オームの法則 電気抵抗の役割について知る オームの法則を使えるようにする 抵抗の温度変化を理解する 教科書Ｐ．223～226 http://www.fzt.jp/
【Ａ オームの法則】 回路内の電位を下げる 電圧降下という 電気抵抗とは，回路内で電圧を下げる素子 電位差 (電圧) 電圧降下 【Ａ オームの法則】 電圧降下という 電気抵抗とは，回路内で電圧を下げる素子 回路内の電位を下げる ② ③ 電位差 (電圧) 電圧降下 電位𝑉 [V] a b ④ ① a ① ② ③ ④ b 電位0V(アース)
【Ａ オームの法則】 𝐼=𝑘 𝑉 《オームの法則》 回路内を流れる電流𝐼は電圧𝑉に比例する 比例定数を 1 𝑅 とする 比例定数 【Ａ オームの法則】 《オームの法則》 回路内を流れる電流𝐼は電圧𝑉に比例する 比例定数を 1 𝑅 とする 𝐼=𝑘 𝑉 比例定数 電流𝐼[A] 電位𝑉 [V] ① ② ③ ④ b a 電圧降下 傾き： 電圧𝑉[V] 電位差 (電圧)
【Ｂ 抵抗の直列接続】 電気抵抗は複数接続することによって値を変えることができる(抵抗の合成) ●直列接続 回路に流れる電流は等しい 【Ｂ 抵抗の直列接続】 電気抵抗は複数接続することによって値を変えることができる(抵抗の合成) ●直列接続 回路に流れる電流は等しい 「各抵抗の電圧降下の和」が起電力に等しい a b 回路は1つなので 電流の経路も１つ 電位𝑉 [V] 電位差 (電圧) a b
【Ｂ 抵抗の直列接続】 「各抵抗の電圧降下の和」が起電力に等しい a b 合成抵抗を𝑅とすると 抵抗の代数和
【Ｃ 抵抗の並列接続】 電流の経路が2つに分岐する a b 個々の抵抗の 電圧降下は等しい 電位𝑉 [V] a b
【Ｃ 抵抗の並列接続】 a b 電流の経路が2つに分岐する 2つの抵抗の電圧降下は等しい 電位𝑉 [V] a b よって
【Ｃ 抵抗の並列接続】 合成抵抗を𝑅とすると 抵抗値は減少する
【Ｄ 抵抗率】 𝑙 𝑙 a.導体内の電気抵抗 + + + + + + 【Ｄ 抵抗率】 a.導体内の電気抵抗 + + + + + + 金属内の自由電子は，熱運動している金属結晶内の陽イオンとの衝突を繰り返しながら運動している。 ＋ + + + + + + ー + + + + + + 電位差𝑉 𝑙 電気抵抗の原因 + + + + + + ＋ + + + + + + ー + + + + + + 極端な イメージ図 電位差𝑉
【Ｄ 抵抗率】 𝑙 ｂ.抵抗率 + + + + + + + + + + + + + + + + + + 電位差𝑉
【Ｄ 抵抗率】 長さが長いほど抵抗は大きくなる (𝑙に比例) 断面積が大きいほど抵抗は小さくなる (𝑆に反比例) ：抵抗率(単位[Ω・m]) 【Ｄ 抵抗率】 ｂ.抵抗率 電気抵抗は長さ𝑙と，太さ(断面積)𝑆に関係する 長さが長いほど抵抗は大きくなる (𝑙に比例) 断面積が大きいほど抵抗は小さくなる (𝑆に反比例) 長さ 𝑙 [m]断面積 𝑆 [m2]の金属の抵抗𝑅 [Ω]は ：抵抗率(単位[Ω・m]) (単位長さあたりの抵抗値)
【Ｄ 抵抗率の温度係数】 金属の抵抗は，金属結晶との衝突頻度に比例して増加する。一方，金属結晶の熱振動は導体の温度に依存し，温度が高いほど格子振動は激しくなる。 温度が低い状態 温度が高い方が，電子の運動がより妨げられる ＋ ー + + + + + + + + + + + + 温度が高い状態 温度が高いほど抵抗率は増加する ＋ ー + + + + + + + + + + + +
【Ｄ 抵抗率の温度係数】 比較的低温(数１００℃位)では，金属の抵抗率は温度の1次関数になる(直線増加) 【Ｄ 抵抗率の温度係数】 比較的低温(数１００℃位)では，金属の抵抗率は温度の1次関数になる(直線増加) 0℃の抵抗率を 𝜌 0 ，𝑡 [℃]の抵抗率𝜌をとすると 抵抗率の温度係数