算数は苦手だけど、Ω(オーム)の法則 - にゃん吉一代記
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算数は苦手だけど、Ω(オーム)の法則



電気の基礎で小学生か、中学生の頃に、Ωの法則を勉強したと思う。

電圧 E(V)=電流 I(A)×抵抗R(Ω)というやつだ。

単純にオームの法則には当てはまらない物も多くあるが、やはりこれは電気の基礎なのだ。

力率が、100%であるヒーターなどの場合じゃ、この法則が見事に当てはまっておもしろい。

でも、電気工事士の試験に出る問題などは、けっこう難しくなっている。



難しく考えずに、単純に考えれば理解しやすいかもしれない。

まず、一般的に日本国内の商用電源は、電灯は、単相100V、単相200Vしか取り出せない。
動力は、三相200Vだ。例外的に三相200Vから単相200Vを取り出すこともなくはない。

だいたい、ヒーターなどは、わざわざ出力を落として動作させることは少ない。
フルに働いている場合は、商用電源から電源を取っているなら、100Vか200Vしかないのだ。
電圧E (V)の値は、種類は多くない。

次に、電灯から単相100Vを取り出す場合であるが、コンセントと、プラグには定格がある。
一般的なコンセントとプラグをよく見てみよう。ほとんどのコンセントとプラグの定格は、125V 15Aとなっているはずだ。
逆に言えば、単相100Vでの電流を計算する場合に、一般の器具で電流が、15A以上になることは、まずない。

タコ足配線は、いけないことだと書かれている。
これは、どういうことかといえば、配線やコンセントやプラグに規定以上の電流が流れることが、配線やコンセントやプラグに悪影響を与えるからである。具体的には規定以上の電流が流れることによって、焼損などのおそれがあるからだ。例えば、125V15Aの規定のテーブルタップで6口のものがあるとする。差込口が6個あるテーブルタップのことだ。これは、6個それぞれが15Aの容量に耐えられるというわけではない。合計で15Aまでなら大丈夫ということだ。600Wクラスの電子レンジの場合は、ひとつで、ほぼ15Aとなる。そうなると、6口の差込口は5口余ることになるが、もう、それ以上は使えない。コンセント、プラグ、配線のどこかに無理がかかる可能性があるということだ。

そのようなわけで、電灯の単相100Vの器具は、ひとつあたり15A以上の電流の器具は極めて少ない。
ちなみに、電気製品の製造銘板に書かれるのは消費電力 P(W)と電圧 E(V)である。
例えば、電気ポットなどには、100V 600W などと書かれている。
この消費電力は、フルに働いている時に消費する電力量なのだが、この時の電流の求め方は簡単だ。
電力 P(W)=電圧 E(V)×電流 I(A)で求められる。
100V600Wの器具であれば、P 600(W) ÷電圧 E 100(V)=電流 I 6(A)となる。

電気ポットの場合であれば、その消費する電力のほとんどはヒーターとなる。
その場合は、最初に書いたオームの法則で計算すれば、ヒーターの抵抗値も計算できる。

抵抗 R(Ω)=電圧 E(V)÷電流 I(A) となるので、100V ÷6A≒16.7Ω となる。
この数字の通りに動作しているのであれば、このポットは正常に仕事をしているということになる。

実際には、電圧、抵抗値には若干の誤差が生じる。
定格の電圧は、必ずその数字通りではない。
プラス・マイナス10%程度の幅はありえる。
そのあたりは、含み置いた上で計算する必要がある。



合成抵抗となると、抵抗が直列に配置されているか、並列で配置されているかによって計算は変わってくる。
しかし、普通に考えて、抵抗が直列に配置されることは少ない。
実際に合成抵抗を求める場合には、並列の合成抵抗を求めなければならないことが多い。


しかし、まずは単体の抵抗と電力を求められるようになることだ。
単相100Vの場合は、難しく考える必要はない。
場合によっては、丸暗記でも、何とかなる。


電圧 100V 電力 1kWn器具の場合であれば、1kW=1000Wなので、流れる電流は、1000W÷100V=10A となる。
E=I×R に当てはめると、抵抗値は、100V÷10A=10Ωとなる。
300W 0.3kW の場合であれば、流れる電流は、300W÷100V=3A 。
抵抗値は、100V÷3A≒33.3Ω となる。

このような単純な計算を完全にわかってしまえば、オームの法則は難しくない。
実際には合成抵抗の計算も裏から考えると単純なものである。



このあたりの数値が理解できればテスターを使うことも楽しくなるが理解できないとテスターは使えない。


電気の単位は、ゼロが3つだ。1000=k  0.001=m みたいな感じだ。
1000mA=1A。
1000W=1kW。

こんな感じである。










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