オームの法則-電圧、電流、抵抗の関係

電流、電圧、抵抗の最初の、そしておそらく最も重要な関係は、オームの法則と呼ばれ、ゲオルク・サイモン・オームによって発見され、1827年の論文、The Galvanic Circuit InvestigatedMathematicallyに掲載されました。

電圧、電流、抵抗

電荷が連続的に移動できるように導電経路が作成されると、電気回路が形成されます。回路の導体を通るこの連続的な電荷の移動は、電流と呼ばれます。、そしてそれは、中空パイプを通る液体の流れのように、「流れ」という用語で呼ばれることがよくあります。

電荷キャリアを回路内で「流れる」ように動機付ける力は、電圧と呼ばれます。。電圧は、常に2点間で相対的な位置エネルギーの特定の尺度です。

回路に存在する特定の量の電圧について話すとき、私たちはどのくらいの電位の測定を指します電荷キャリアをその回路の特定のポイントから別の特定のポイントに移動するためのエネルギーが存在します。 2つを参照せずに特定の点では、「電圧」という用語には意味がありません。

電流は、ある程度の摩擦、または動きに逆らって導体を通って移動する傾向があります。この運動への反対は、より適切には抵抗と呼ばれます。。回路内の電流の量は、電流の流れに対抗するための回路内の電圧の量と抵抗の量に依存します。

電圧と同じように、抵抗は2点間の相対的な量です。このため、電圧と抵抗の量は、回路内の2つのポイントの「間」または「間」であると表現されることがよくあります。

測定単位：ボルト、アンペア、オーム

回路内のこれらの量について意味のあるステートメントを作成できるようにするには、質量、温度、体積、長さ、またはその他の種類の物理量を定量化するのと同じ方法でそれらの量を記述できる必要があります。質量には、「キログラム」または「グラム」の単位を使用する場合があります。

温度については、華氏または摂氏を使用する場合があります。電流、電圧、抵抗の標準的な測定単位は次のとおりです。

各数量に付けられた「記号」は、代数方程式でその数量を表すために使用される標準のアルファベット文字です。このような標準化された文字は、物理学と工学の分野で一般的であり、国際的に認められています。

各数量の「単位の省略形」は、特定の測定単位の省略表記として使用されるアルファベット記号を表します。そして、はい、その奇妙に見える「馬蹄形」の記号は、ギリシャ文字の大文字Ωであり、外国語の文字にすぎません。アルファベット（ここでギリシャ語の読者に謝罪します）。

各測定単位は、電気の有名な実験者にちなんで名付けられています：アンペア フランス人アンドレM.アンペアの後、ボルト イタリアのアレッサンドロボルタとオームの後ドイツのゲオルク・サイモン・オームの後。

各数量の数学記号も意味があります。抵抗の「R」と電圧の「V」はどちらも自明ですが、電流の「I」は少し奇妙に見えます。「I」は（電荷の流れの）「強度」を表すことを意味していると考えられ、電圧のもう1つの記号「E」は「起電力」を表します。私が行った調査から、「私」の意味についていくつかの論争があるようです。

記号「E」と「V」はほとんどの部分で交換可能ですが、一部のテキストでは、ソース（バッテリーや発電機など）の両端の電圧を表す「E」と、その他の両端の電圧を表す「V」を予約しています。

これらの記号はすべて大文字で表されますが、数量（特に電圧または電流）が短時間（「瞬時」値と呼ばれる）で記述されている場合を除きます。たとえば、長期間安定しているバッテリーの電圧は大文字の「E」で表されますが、落雷の電圧ピークは、電力線に当たった瞬間に発生する可能性があります。小文字の「e」（または小文字の「v」）で記号化して、その値をある瞬間にあるものとして指定します。

この同じ小文字の規則は、currentにも当てはまります。小文字の「i」は、ある時点でのcurrentを表します。ただし、ほとんどの直流（DC）測定は、時間の経過とともに安定しているため、大文字で表されます。

クーロンと電荷

電気測定の基本的な単位の1つは、電子工学のコースの初めによく教えられますが、その後はあまり使用されませんが、クーロンの単位です。、これは不均衡な状態の電子の数に比例する電荷の尺度です。 1クーロンの電荷は6,250,000,000,000,000,000電子に相当します。

電荷量の記号は大文字の「Q」で、クーロンの単位は大文字の「C」で省略されます。そのため、電流の単位であるアンペアは、1秒間に回路内の特定のポイントを通過する1クーロンの電荷に等しくなります。これらの用語でキャストすると、電流は電荷の動きの速度です。導体を通して。

前に述べたように、電圧は単位電荷あたりの位置エネルギーの尺度です。あるポイントから別のポイントへの電流の流れを促進するために利用できます。「ボルト」とは何かを正確に定義する前に、「位置エネルギー」と呼ばれるこの量を測定する方法を理解する必要があります。あらゆる種類のエネルギーの一般的なメートル単位はジュールです。、1メートルの動き（同じ方向）によって加えられる1ニュートンの力によって実行される仕事の量に等しい。

イギリスの単位では、これは1フィートの距離で加えられる力の3/4ポンドよりわずかに少ないです。一般的に言えば、3/4ポンドの重りを地面から1フィート持ち上げる、または3/4ポンドの平行な引っ張り力を使用して1フィートの距離だけ何かをドラッグするには、約1ジュールのエネルギーが必要です。これらの科学用語で定義すると、1ボルトは、1クーロンの電荷あたり1ジュールの電位エネルギーに相当します。したがって、9ボルトのバッテリーは、回路内を移動する1クーロンの電荷ごとに9ジュールのエネルギーを放出します。

これらの単位と電気量の記号は、回路内でのそれらの間の関係を調査し始めるときに知ることが非常に重要になります。