初心者のための電気の話シリーズ②オームの法則
オームの法則の回路
電源は長い線の方がプラス、短い線がマイナス(通常はグラウンド <GND> と呼ぶ)です。
単三電池のプラス極とマイナス極をイメージしてみてください。
プラス極の方が電圧が高いということです。
このような電源と抵抗が繋がった回路では、矢印の向きの電流が流れます。
さて、 これを前回の水の話に置き換えて表現してみます。
水で例えると
ポンプが水の高低差を作り出し、高い位置の水が水槽(GND)に向かって流れ落ちていきます。抵抗で流路が狭まっているので水の流量は制限されています。
電気回路も同様で、電源の電位差によって、 電流が流れます。しかし電源の限界まで電流が流れるのではなく、抵抗によって電流が制限されます。
この際の電流値がいくつになるのかを求める際に使うのでがオームの法則の式で
このような式になっています。
この式を変形すればR=V÷I、I=V÷Rとなり、どれか2つの値が既知なら残る1つの要素の値を求めることができます。
例えば電圧5V、抵抗10Ωの回路ならI=V÷Rより
5÷10=0.5なので 流れる電流は0.5A (500mA)となります。
なぜ重要なのか?
オームの法則はどのように利用されるのでしょう?なぜ大事なのでしょうか。
それはまず、回路に流す電流は適切な量にしなくてはならないからです。
初心者がぶち当たる壁は回路の部品を破壊してしまうことです。
これは大まかには2つのケースとなり、高い電圧をかけすぎて壊す(または電圧のプラスマイナスの向きを間違える)というモードと電流を流しすぎて燃やすというモードになります。
ラズパイやArduinoを壊すとめっちゃ凹みますよね。
どの部品にも電流の上限がありますので、回路に電源を入れる前にこの経路には何アンペア流れるのだろう?と考慮する必要があります。その際に計算に用いるのがオームの法則というわけですね。
以上、第2回はオームの法則の話でした。
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