電流計・電圧計・可変抵抗を正しくつないで測ろう

オームの法則の実験では、電流計と電圧計を同時に使います。さらに、電流が大きくなりすぎないよう可変抵抗で調整します。それぞれの役割を回路図と手順へ結び付けましょう。

このレッスンの役割

ここは「オームの法則を実験で見つける」6レッスンの第2段階です。前のレッスンで、同じ抵抗器へ加える電圧だけを変え、電流を測る問いを作りました。

今回完成させる力は、計器を正しく接続し、電圧と電流を安全に一組ずつ測ることです。次は得られた表から比例を判断します。

知る：三つの器具の役割

• 電流計：回路を流れる電流を測るため、調べる抵抗器と直列につなぐ。
• 電圧計：抵抗器の両端の電圧を測るため、抵抗器と並列につなぐ。
• 可変抵抗：回路の抵抗を変えて電流を調整し、計器と抵抗器を守る。

理解する：安全な測定順序

1. スイッチを開いたまま回路を組む。
2. 電流計・電圧計は最大の測定範囲の端子から始める。
3. 可変抵抗は、回路に入る抵抗が最大になる位置にする。
4. 極性と接続を点検してからスイッチを閉じる。
5. 可変抵抗を少しずつ動かし、抵抗器の両端の電圧と電流を一組で読む。
6. 一組読むたびにスイッチを開き、次の条件を準備する。

抵抗が温まると性質が変わることがあります。長時間電流を流し続けず、同じ温度に近い条件で手早く測ります。

例で使い、よくある誤答を直そう

誤った接続として、電流計を抵抗器の両端へ並列につなぐ例があります。電流計の内部抵抗は非常に小さいため、大きな電流が流れて危険です。電流計は必ず直列です。

電圧計を直列につなぐと、内部抵抗が大きいため回路の電流がほとんど流れなくなり、調べたい状態を作れません。電圧計は測りたい抵抗器の両端へ並列につなぎます。

可変抵抗を最小から始めるのも危険です。最初は最大にし、測定範囲を超えないことを確認しながら少しずつ小さくします。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

これで安全に電圧と電流を測れます。次は、得られた複数の組を表で比べ、単に増えたのか、比例したのかを判断します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。