高校物理基礎

抵抗・抵抗率とは

この記事で学べる内容

抵抗とは

抵抗率とは

物体によって電気の流れやすさが異なります。
ゴムよりも銅の方が抵抗は小さいため,動の方が電気は流れやすい。これは誰もが分かっていることである思います。

今回は,抵抗についてと低効率について,わかりやすく簡単に解説をしていきます。

抵抗とは

抵抗R[Ω]

電流の流れにくさ

単位は[Ω](オーム)

抵抗とは,電流の流れにくさを表す量のことであり,記号はResistanceの頭文字であるR,単位は[Ω](オーム)を使って表します。電気抵抗ともいいます。
当然ですが,抵抗の値が大きければ大きいほど,電流は流れにくくなります。

抵抗とは

回路では,上図のような記号を使います。

抵抗率とは

抵抗率ρ[Ω・m]

抵抗の大きさ\(R\)は長さ\(l\)に比例し,断面積\(S\)に反比例する。このときの比例定数を低効率という。

単位は[Ω・m](オームメートル)

$$R=ρ\frac{l}{S}$$

銅やニクロムなど,物質によって抵抗の値は異なりますが,同じ物質でも長さと太さ(断面積の大きさ)が異なると抵抗の大きさが変化します。
抵抗の大きさ\(R\)は長さ\(l\)に比例し,断面積\(S\)に反比例します。このときの比例定数を低効率といい,記号ρ(ロー),単位[Ω・m](オームメートル)で表します。

抵抗率とは

導線の抵抗の大きさは無視することが多いのですが,電線のようにとても長い場合は抵抗の大きさを無視できません。
同じ素材であっても,長ければ長いほど抵抗の値は大きくなるのです。

$$R=ρ\frac{l}{S}$$

そのことを表したのが,抵抗と抵抗率の公式になります。物理よりも物理基礎の方でよく使う公式なので,物理基礎を受験に使いたい場合は覚えておきましょう。

例題

12Ωの円柱状の抵抗がある。この抵抗の長さを3倍にし,断面の半径を2倍にすると,抵抗の値は何Ωになるか。

解答

\(R=ρ\frac{l}{S}\)を考えよう。
抵抗値は長さに比例し,断面積に反比例します。

断面の半径が2倍になったということは,断面積は4倍になったということであり,長さ3倍・断面積4倍になったということは,抵抗値は\(\frac{3}{4}\)倍になったということです。

$$R=\frac{3}{4}×12\\
R=9.0$$

∴9.0Ω

まとめ

抵抗とは,電気の流れにくさを表す量のことであり,その値は長さに比例・断面積に反比例します。
もちろん,素材によっても抵抗値は変化し,その違いを分かりやすくするために,抵抗率ρ(ロー)というものを使います。

$$R=ρ\frac{l}{S}$$

 

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