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オームの法則計算機

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オームの法則と電力の方程式は、あらゆる電気の問題が最終的に行き着く、ほんの一握りの基本関係式です。解きたい式（V = I × R、I = V ÷ R、R = V ÷ I、P = V × I、V = P ÷ I、I = P ÷ V）を選び、わかっている2つの値を入力すると、計算機が残りの1つを返します。計算は基本単位（ボルト、アンペア、オーム、ワット）で行うため、入力前に22 mAを0.022 Aに、4.7 kΩを4700 Ωに換算してください。

この計算機の使い方

  1. 1

    式を選ぶ

    不足している量ごとに、6つの式が用意されています。

  2. 2

    基本単位に換算する

    ボルト（V）、アンペア（A）、オーム（Ω）、ワット（W）。ミリアンペアやキロオームは先に換算しておく必要があります。

  3. 3

    既知の2つの値を入力する

    たとえば電流と抵抗を入力すると、ツールが電圧を返します。

  4. 4

    結果を検算する

    部品の定格と比べます。定格0.25 Wの抵抗器が0.5 Wを消費していれば、煙が出ます。

この計算機が解く6つの式

求める量 数式 既知の値
V V = I · R 電流、抵抗
I I = V / R 電圧、抵抗
R R = V / I 電圧、電流
P P = V · I 電圧、電流
V V = P / I 電力、電流
I I = P / V 電力、電圧

オームの法則を電力の方程式に代入すると、さらに便利な2つの形が得られます。P = I² · RとP = V² / Rです。

実際の例

220Ωの抵抗器に5Vの電圧が印加されている。どの電流が流れているか、またどれだけの電力が消費されているかを求める。

  • I = V / R = 5 / 220 = 0.0227 A = 22.7 mA
  • P = V · I = 5 · 0.0227 = 0.114 W = 114 mW

標準的な1/4ワットの抵抗器（定格出力250mW）では、この負荷を問題なく処理できます。

一般的な参照値

  • LEDの一般的な順方向電圧降下： 赤色2 V、青色／白色3.2 V。
  • USB 5 V電源： 通常、USB 2.0で500 mA、USB 3.0で900 mA。
  • 単三電池： 新品で1.5 V、充電式で1.2 V。
  • 商用電源： ヨーロッパと英国は230 V AC、米国は120 V AC、日本は100 V AC。

ヒント

  • 単位系は統一する。 入力前にmAをAに、kΩをΩに換算してください。接頭辞を混在させると、桁が千倍ずれる誤差の原因になります。
  • 電力に2倍の余裕を持たせる。 計算した消費電力の少なくとも2倍の定格を持つ抵抗器を選んでください。温度が上がると実際の定格は急速に下がります。
  • ACでは話が複雑になる。 V = IRは純抵抗負荷でのみ成り立ちます。コンデンサやインダクタは位相のずれを生むため、インピーダンス（Z）と力率が必要になります。

DC以外

リアクタンスを含む交流回路では、Rを複素インピーダンスZに置き換え、実効電力をP = VI cos φのように計算します。ここでφは電圧と電流の間の位相角です。この計算機は直流または純粋な抵抗性交流を前提としています。

よくある質問

オーム素子（抵抗器、導線など）にのみ適用されます。ダイオード、トランジスタ、LEDは非線形であり、その抵抗値は電圧に依存します。これらの場合には、単一のR値ではなくデータシートに記載されているIV曲線を使用してください。

ワット（W）は瞬間的な電力、つまり消費率を表します。ワット時（Wh）はエネルギーであり、電力を時間で乗じた値です。例えば、60Wの電球を2時間使用すると120Whのエネルギーが消費されます。これらを混同することは、家庭でのエネルギー利用において最も一般的な誤りです。

R = (V_supply − V_LED) / I_LEDを使います。5 V電源につないだ赤色LED（2 V、20 mA）の場合、R = (5 − 2) / 0.020 = 150 Ωとなり、消費電力は60 mWです。最も近い標準値の220 Ωに切り上げると、電流は約13.6 mA、消費電力は約41 mWになります。1/4 W（250 mW）の抵抗器なら、どちらのケースでも余裕をもって対応できます。

その発散する電力が、物理的なパッケージが熱として放出できる範囲を超えているためです。電流を減らすか、より高ワット数の部品を使用するか、ヒートシンクを追加してください。たとえば、1/4Wの抵抗器が0.3Wで動作している場合、煙が発生しています。

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