電気回路を学ぶ上で避けて通れない概念の一つが電気抵抗です。
電気抵抗は、電流の流れやすさを表す重要な物理量であり、日常生活で使用する電化製品から、高度な電子機器まで、あらゆる電気回路において重要な役割を果たしています。
本記事では、電気抵抗の基本的な概念から、公式や単位、具体的な計算方法まで、
初心者の方にもわかりやすく解説していきます。
特に、直列回路や並列回路における電気抵抗の求め方についても、具体例を交えながら詳しく説明いたします。
電気抵抗とは？わかりやすく解説
それではまず、電気抵抗とは何かについて解説していきます。
電気抵抗とは、電流の流れにくさを表す物理量です。
水の流れに例えると、川の流れが岩や障害物によって妨げられるように、
電気回路においても、電流の流れは材料の性質によって妨げられます。
この電流の流れにくさが電気抵抗であり、抵抗が大きいほど電流は流れにくく、
抵抗が小さいほど電流は流れやすくなります。
例えば、銅線は抵抗が小さいため電流がよく流れ、ゴムは抵抗が大きいため電流がほとんど流れません。
電気抵抗は、材料の種類、長さ、断面積、温度などの要因によって決まります。
一般的に、導体（金属など）は小さな抵抗を持ち、絶縁体（プラスチックやゴムなど）は非常に大きな抵抗を持ちます。
電気抵抗の公式や単位や求め方をわかりやすく解説
続いては電気抵抗の公式や単位について確認していきます。
オームの法則
電気抵抗を求める最も基本的な公式は、オームの法則です。
オームの法則は以下のように表されます：
R = V / I
ここで、
・R：電気抵抗（単位：Ω オーム）
・V：電圧（単位：V ボルト）
・I：電流（単位：A アンペア）
電気抵抗の単位はΩ（オーム）で表され、これはドイツの物理学者ゲオルク・オームの名前に由来しています。1Ωは、1Vの電圧を加えたときに1Aの電流が流れる抵抗の大きさを表します。
実際の計算例として、12Vの電圧を加えたときに3Aの電流が流れる回路があるとします。
この場合の抵抗は：R = 12V ÷ 3A = 4Ω となります。
抵抗体の材質から電気抵抗を計算する
また、抵抗体の材質による抵抗の計算式もあります：
R = ρ × L / A
ここで、ρ：抵抗率、L：長さ、A：断面積を表します。
電気抵抗の求め方・計算方法【直列の計算方法】
続いては直列回路における電気抵抗の計算方法を確認していきます。
直列回路とは、複数の抵抗が一列に並んで接続されている回路のことです。
この場合、電流は同じ経路を通って各抵抗を順番に通過するため、
全ての抵抗に同じ電流が流れます。
直列回路の合成抵抗は、各抵抗の値を単純に足し合わせることで求められます：
R合成 = R₁ + R₂ + R₃ + …
例題
例えば、2Ω、3Ω、5Ωの抵抗を直列に接続した場合：
R合成 = 2Ω + 3Ω + 5Ω = 10Ω となります。
これは、電流が各抵抗を順番に通過するため、
それぞれの抵抗で電圧降下が発生し、
全体として抵抗値が累積されるためです。
直列回路では、回路全体の抵抗は個々の抵抗よりも必ず大きくなるという特徴があります。
電気抵抗の求め方・計算方法【並列の計算方法】
続いては並列回路における電気抵抗の計算方法を確認していきます。
並列回路とは、複数の抵抗が並行して接続されている回路のことです。
この場合、電流は複数の経路に分かれて流れるため、
各抵抗には異なる電流が流れる可能性があります。
並列回路の合成抵抗は、以下の公式で求められます：
1/R合成 = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + …
例えば、6Ωと3Ωの抵抗を並列に接続した場合：
1/R合成 = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2
したがって、R合成 = 2Ω となります。
2つの抵抗の並列接続の場合、より簡単な公式もあります：
R合成 = (R₁ × R₂) / (R₁ + R₂)
上記の例では：R合成 = (6 × 3) / (6 + 3) = 18 / 9 = 2Ω
並列回路では、合成抵抗は最も小さい個別抵抗よりもさらに小さくなるという特徴があります。
これは、電流が複数の経路を通ることで、全体として電流が流れやすくなるためです。
まとめ 電気抵抗の単位や求め方をわかりやすく解説
電気抵抗について、基本概念から具体的な計算方法まで詳しく解説してきました。
電気抵抗は電流の流れにくさを表す重要な物理量であり、単位はΩ（オーム）で表されます。基本的な計算はオームの法則（R = V / I）を用いて行います。
回路の種類によって計算方法が異なることも重要なポイントです。
直列回路では抵抗値を単純に足し合わせ、
並列回路では逆数の和を計算します。
これらの知識は、電気回路の設計や故障診断、電化製品の理解など、様々な場面で活用できます。
電気抵抗の概念をしっかりと理解することで、より複雑な電気回路の解析にも対応できるようになるでしょう。
日常生活においても、電気抵抗の知識は省エネや安全な電気使用につながる重要な基礎知識となります。
