理科(自然科学)教育の実践の部屋

gooのHPのpaiwa314と連携して、教育実践を中心に発言します。HPが消失したので、これからは、書籍メモも

きはじの法則(提案)

2005-11-14 00:53:58 | 理科
 私自身は、『きはじの法則』ではなく『きはじの規則』といいたいのだが。断じて、法則と言えるものではない。(フレミングの右手(左手)の法則もしかり)
 以前、きはじの法則についてこのBLOGでも書いたが、きはじの(距離、速さ、時間)の代わりに、電圧、電流、抵抗を同じようにして書くとして考えたい。
 それでは、自分自身はどう考えるのか。
電流は電圧に比例するというのがオームの法則だった。
ところで、抵抗は電流の流れにくさなのだから
1Vで1Aで1Ωとすると
2Vで1Aなら?同じ電流を流すのに1倍の電圧が必要なのだから2Ω
3Vで1Aなら?同じく3Ω
・・・・
5Vで1Aなら5Ω

 さて、それでは
1Vで2Aなら?同じ電圧をかけたのに2倍の電流が流れたのだから、流れやすさは半分になっているはず1/2Ω
1Vで3Aなら、1/3Ω
1Vで5Aなら、1/5Ω

さて、抵抗を求めるにはどう計算すればよいか?

前半だけなら
電圧×電流でも出てくるが
後半も考慮すると
電圧÷電流=抵抗と考えざるえない。
そうか、電圧を一定とすると、電流が少ないほど抵抗は大きはずで、抵抗が小さいほど流れやすくて電流が大きくなるはず。つまり、抵抗は電流に反比例する。抵抗は電流に反比例する
というわけで、
① R=E/I
② I=E/R
③ E=IR
①と②は抵抗は電流に反比例するから考えればよい。
③に関しては、数学の反比例式 y=A/x (yとxは反比例)を変形すると
A=xyでxとyは、反比例なのでIとRはやはり反比例を表している。
できれば、式変形だけでなく、それぞれの式の物理的イメージを思い浮かべられるようになってもらいたいが、思う存分電流と電圧と抵抗の関係を実験できないのが実情なのでちょっと無理があるといえば言えるのだが。