電圧・電流グラフの軸と一つの点を正しく読もう

電圧と電流のグラフは、回路の測定結果を一枚にまとめた地図です。線の急さを見る前に、まず横軸・縦軸・単位を読み、一つの点が何を表すかを言葉にできるようになりましょう。

このレッスンの役割

このセクションの第1段階です。前のセクションで使ったV・I・Rの意味と単位を受け取り、数値の組をグラフから読み取る力をつくります。ここでは抵抗の大小をまだ急いで決めません。次のレッスンへ「同じ電圧で電流を比べられる」読み方を渡します。

次の図は横軸が電圧V、縦軸が電流Iです。点Pは「この抵抗に4.0 Vを加えたとき、0.20 Aが流れた」という一つの測定結果を表します。4.0 Vと0.20 Aは別々の数字ではなく、同じ実験条件で得た一組です。

同じ抵抗について、電圧を2.0 Vから4.0 Vへ2倍にすると、電流も0.10 Aから0.20 Aへ2倍になっています。さらに6.0 Vなら0.30 Aです。このように「一方を何倍かにすると、もう一方も同じ倍になる」関係が比例です。グラフでは測定点がおおむね原点を通る直線上に並びます。

ただし、実験値は目盛りの読み取りや温度変化で少しずれることがあります。一点だけを無理に結ぶのではなく、全体がどの直線に近いかを見ます。また、横軸はいつも電圧とは限りません。問題ごとに印刷された軸名を読むことが最初の仕事です。

点Qから下へたどると6.0 V、左へたどると0.30 Aなら、Qは「6.0 Vのとき0.30 A」と読みます。「6.0 Aと0.30 V」と読むのは軸を逆にした誤りです。

また、点が直線より少し上にあるからといって、すぐ別の抵抗だとは決めません。実験では測定誤差もあるため、複数の点の並びを確認します。正しい読み取りは、軸名→単位→点から補助線、の順で行います。

確認1：横軸V、縦軸Iの点（3.0, 0.15）は何を表しますか？

抵抗に3.0 Vを加えたとき、0.15 Aの電流が流れたことを表します。

確認2：2.0 Vで0.08 A、4.0 Vで0.16 Aなら比例と考えられますか？

電圧が2倍のとき電流も2倍で、原点を通る関係なので比例と考えられます。

確認3：初めて見るグラフで最初に確認する三つは何ですか？

横軸の量と単位、縦軸の量と単位、そして点が表す二つの値の組です。

一つの点を「何Vのとき何A」と読めれば、グラフはただの線ではなく測定結果になります。次は二つの直線を同じ電圧で比べ、抵抗の大小を判断します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。