抵抗の正体に迫る!「材料・長さ・太さ」で決まる抵抗値と、温度による変化を完全理解!
ようこそ、第3講へ!今回のテーマは「抵抗率と導電率、抵抗の温度特性」やで!
前回の第2講ではオームの法則 \( V = IR \)を徹底的に練習したな。電圧・電流・抵抗の関係はバッチリ掴めたはずや。
でもな、ここで1つ疑問が湧かへんか?「抵抗の値って、そもそも何で決まるねん?」って。10Ωの抵抗と100Ωの抵抗は何が違うんや?材料?大きさ?それとも温度?実はこの疑問、めっちゃ大事なポイントなんや。
電験三種では「ある材料で作った電線の抵抗値を求めよ」とか「温度が変わったときの抵抗値を求めよ」っていう問題がよく出るんやで。今回はその全部をカバーするで!
🎯 この講座で学ぶこと
📘 抵抗を決める3要素:材料(抵抗率)・長さ・断面積
📗 抵抗率の公式:\( R = \rho \frac{l}{A} \) の意味と使い方
📙 導電率:\( \sigma = \frac{1}{\rho} \) で「流しやすさ」を表す
📕 温度特性:\( R_t = R_0(1 + \alpha t) \) で温度変化に対応
📓 実務との接続:電線選定・温度センサの原理
今回は「抵抗の正体」を探る回や。目に見えへん電気抵抗を、ホースや道路に例えて丁寧に説明するから、しっかりイメージを掴んでいこう!
まずは「抵抗の値は何で決まるのか」を考えてみよう!
第1講で「抵抗は電気の流れにくさ」って学んだな。水道で言えば「ホースの細さ」やった。でも実は、ホースの「細さ」だけやなくて、ホースの長さやホースの材質も水の流れやすさに影響するやろ?
電気の抵抗もまったく同じなんや。抵抗の値を決めるのは、次の3つの要素やで。
① 材料(抵抗率 ρ):銅は電気を通しやすいけど、ゴムは通さへん。材料によって「電気の通しやすさ」が全然違うんや。これを数値で表したのが抵抗率 ρ(ロー)やで。
② 長さ(l):同じ材料・同じ太さでも、長いほど抵抗は大きくなる。長いホースほど水が流れにくいのと同じやな。
③ 断面積(A):同じ材料・同じ長さでも、太いほど(断面積が大きいほど)抵抗は小さくなる。太いホースほど水が流れやすいのと同じやで。
高速道路で考えてみ。道路の舗装状態が悪いと走りにくい(=抵抗率が大きい)。道路が長いほど目的地に着くのに時間かかる(=抵抗が大きい)。車線が多いほど車がスムーズに流れる(=抵抗が小さい)。電気の抵抗もこの3つで決まるんや!
📌 抵抗を決める3要素
⚡ 材料(抵抗率 ρ):物質固有の電気の通しにくさ
⚡ 長さ l:長いほど抵抗が大きい(比例)
⚡ 断面積 A:太いほど抵抗が小さい(反比例)
この3つの関係を数式にまとめたのが、次のステップで学ぶ公式やで!
ほな、抵抗の3要素をまとめた超重要公式を紹介するで!
いきなり公式だけ見せられても「なんでこうなるん?」ってなるやろ。せやから、順番に説明するな。
さっき学んだ3つの関係を整理すると…
・抵抗Rは抵抗率ρに比例する(材料が通しにくいほどR大)
・抵抗Rは長さlに比例する(長いほどR大)
・抵抗Rは断面積Aに反比例する(太いほどR小)
これを1つの式にまとめると、こうなるんや。
この式の意味を日本語で言うと、「材料の通しにくさ(ρ)に、長さ(l)をかけて、太さ(A)で割ったものが抵抗値になる」ってことや。
ここで抵抗率 ρ(ロー)について詳しく説明するで。抵抗率っていうのは「その材料が、長さ1m・断面積1m²のとき、どれくらいの抵抗値を持つか」を示す材料固有の値や。単位は[Ω·m](オーム・メートル)やで。
たとえば銅の抵抗率は \( \rho = 1.72 \times 10^{-8} \) Ω·m。ものすごく小さい値やろ?それだけ銅は電気を通しやすいってことなんや。
📌 R = ρl/A のポイント
⚡ ρ(抵抗率):材料固有の値。単位は [Ω·m]
⚡ l(長さ):抵抗は長さに比例
⚡ A(断面積):抵抗は断面積に反比例
⚡ 計算時は必ず SI単位(m、m²)に揃えること!
次は導電率 σ(シグマ)を学ぶで!
さっき「抵抗率ρは電気の通しにくさ」って説明したな。でも世の中には「この材料はどれくらい電気を通しやすいか」って視点で表したい場面もあるんや。その「通しやすさ」を表すのが導電率 σ(シグマ)やで。
導電率と抵抗率の関係はめっちゃシンプルや。ただの逆数(ひっくり返しただけ)やで。
単位はS/m(ジーメンス毎メートル)やで。ジーメンス(S)はオーム(Ω)の逆数で、\( S = \frac{1}{\Omega} \) や。導電率が大きいほど電気を通しやすいってことやな。
テストの点数で考えてみ。「間違えた数」が抵抗率ρやとしたら、「正解した数」が導電率σや。100点満点のテストで間違いが20点なら、正解は80点やろ?ただし抵抗率と導電率の関係は「引き算」やなくて「逆数」(ひっくり返す)やから注意してな。ρが小さいほどσは大きい。つまり「通しにくさ」が小さいほど「通しやすさ」は大きい。当たり前やけど、問題で出ると意外と混乱するポイントやで!
ちなみに、導電率σを使って抵抗の公式を書き換えることもできるで。
導電率で書き換えた抵抗の公式
\( R = \rho \frac{l}{A} = \frac{l}{\sigma A} \) [Ω]
(ρ = 1/σ を代入しただけ!)
電験三種では抵抗率ρで出題されることが多いけど、導電率σで与えられる問題もたまにあるから、どちらが来ても対応できるようにしとこうな。
📌 導電率のポイント
⚡ 導電率 σ = 電気の通しやすさ
⚡ \( \sigma = \frac{1}{\rho} \) → 抵抗率の逆数
⚡ 単位は S/m(ジーメンス毎メートル)
⚡ σが大きい = 電気を通しやすい材料
ここまでの理解を確認問題でチェックするで!
よっしゃ、確認問題や!
\( R = \rho \frac{l}{A} \) の公式の意味をしっかり理解できてるか確認するで。数値の計算やなくて「関係」を理解できてるかの問題やから、落ち着いて考えてみ。
ある導体の長さを2倍にし、断面積も2倍にした場合、抵抗Rはどうなるか。
公式を使って考えてみよか。
R = ρl/A の関係整理
• 長さ l が2倍 → 分子が2倍 → Rは2倍になる方向
• 断面積 A が2倍 → 分母が2倍 → Rは1/2になる方向
• 両方合わせると → R × 2 × (1/2) = R × 1 = 変わらない
導体の長さだけを3倍にした場合、抵抗Rは何倍になる?
さすがや!発展問題いくで。実際に数値を使って計算してみよう!
銅線(\( \rho = 1.72 \times 10^{-8} \) Ω·m)の長さが200m、断面積が \( 2 \text{mm}^2 \) のとき、抵抗値は何Ωか。
💡 ヒント:\( 2\text{mm}^2 = 2 \times 10^{-6} \text{m}^2 \) に変換してから計算!
ここからは「材料ごとの抵抗率の違い」を見ていくで!
「抵抗率ρは材料固有の値」って言ったけど、実際にどれくらい違うか見てみよう。結論から言うと、材料によって何億倍も違うんや。これは電気の世界のスケール感を掴む上でめっちゃ大事なポイントやで。
この表で一番大事なのは銅(Cu)の抵抗率 = 1.72×10⁻⁸ Ω·mやで。電験三種では銅線に関する問題がダントツで多いから、この数字は覚えとき!
「なんで電線は銅で作るの?」って疑問に思ったことない?答えは簡単。銅は抵抗率が非常に小さくて(=電気を通しやすくて)、しかもコストが比較的安いからや。金(Au)や銀(Ag)はもっと抵抗率が小さいけど、値段が高すぎて電線には使えへんのや。
一方、ニクロムは抵抗率が大きい(銅の約60倍)やろ?せやからドライヤーや電気ストーブのヒーター線に使われてるんや。電気を流しにくい=発熱しやすいってことやな。
📌 覚えるべき抵抗率
⚡ 銅:\( 1.72 \times 10^{-8} \) Ω·m(電線の定番!)
⚡ アルミ:\( 2.83 \times 10^{-8} \) Ω·m(送電線に使用)
⚡ 導体 → 半導体 → 絶縁体 の順に抵抗率が大きくなる
ここからが今回のもう一つの大テーマや。「抵抗の温度特性」について学ぶで!
実は、抵抗の値って温度によって変わるんや。「え、さっき材料と長さと太さで決まるって言ったやん!」って思うやろ?その通りなんやけど、正確に言うと抵抗率ρ自体が温度で変化するんや。
身近な例で考えてみ。白熱電球をつけた瞬間、最初はパッと明るく光って、だんだん安定するやろ?あれは、フィラメント(タングステン線)が冷えてるときは抵抗が小さくて大きな電流が流れるけど、温度が上がると抵抗が大きくなって電流が減るからなんや。
では、温度が上がると抵抗はどうなるんか?
金属(銅、鉄、アルミなど)の場合:温度が上がると抵抗が大きくなる。これは、温度が上がると金属内の原子が激しく振動して、電子の移動を邪魔するからや。人混みの中を歩くイメージやな。人がウロウロ動いてると、まっすぐ進みにくいやろ?
この「温度1℃上がるごとに、抵抗がどれくらい変化するか」を表す値が温度係数 α(アルファ)やで。単位は[1/℃]や。
温度係数αは「温度に対する抵抗の敏感さ」を表してるんや。αが大きい金属ほど、温度変化に対して抵抗が大きく変わる。銅のα ≈ 0.00393/℃やから、「1℃上がるごとに抵抗が約0.4%増える」ってことやな。100℃上がったら約40%も増えるんやで!
📌 温度と抵抗の関係
⚡ 金属:温度が上がると抵抗が増える(正の温度係数)
⚡ α(温度係数)= 温度変化に対する抵抗変化の割合
⚡ 銅の α ≈ 0.00393 [1/℃](20℃基準)
温度係数αを使った抵抗の温度計算公式を学ぶで!
温度が変わったときの抵抗値を計算する公式がこれや。
この式の意味を丁寧に見ていくで。
・\( R_0 \) は基準温度(通常0℃)での抵抗値
・\( \alpha \) は温度係数(1℃あたりの変化率)
・\( t \) は温度[℃]
・\( \alpha t \) は「温度t℃での抵抗の増加率」を表してる
たとえば、0℃で10Ωの銅線(α = 0.004/℃)が50℃になったら…
計算例
\( R_{50} = 10 \times (1 + 0.004 \times 50) \)
\( = 10 \times (1 + 0.2) \)
\( = 10 \times 1.2 = \) 12 [Ω]
→ 50℃では抵抗が20%増えて12Ωになる!
基準温度が0℃以外の場合(たとえば20℃基準)は、こう書き換えるで。
グラフを見ると一目瞭然やな。金属は温度が上がるほど抵抗が大きくなる(右肩上がりの直線)。一方、半導体は温度が上がると抵抗が小さくなる(右肩下がり)。これは電験三種でもよく問われるポイントやで。
📌 温度特性公式のポイント
⚡ \( R_t = R_0(1 + \alpha t) \):基準温度0℃のとき
⚡ \( R_t = R_{t_0}\{1 + \alpha(t - t_0)\} \):基準温度がt₀のとき
⚡ 金属:α > 0(温度↑ → 抵抗↑)
⚡ 半導体:α < 0(温度↑ → 抵抗↓)
ほな、問題で実際に計算してみよう!
第2問や!温度特性の計算にチャレンジや!
公式 \( R_t = R_0(1 + \alpha t) \) を使って計算してみよう。落ち着いて代入するんやで。
0℃での抵抗値が \( R_0 = 10 \) Ωの銅線がある。温度係数 \( \alpha = 0.004 \) /℃のとき、50℃での抵抗値 \( R_{50} \) は何Ωか。
温度特性の公式を使って、ゆっくり計算しよか。
解き方の手順
1. 公式を確認 → \( R_t = R_0(1 + \alpha t) \)
2. 値を代入 → \( R_{50} = 10 \times (1 + 0.004 \times 50) \)
3. カッコ内を先に計算 → \( 0.004 \times 50 = 0.2 \)
4. \( R_{50} = 10 \times 1.2 = 12 \) [Ω]
0℃で \( R_0 = 20 \) Ω、\( \alpha = 0.004 \) /℃ のとき、25℃での抵抗値は?
ええぞ!発展問題や。基準温度が0℃じゃない場合の計算をやってみよう!
20℃での抵抗値が \( R_{20} = 50 \) Ωの銅線がある。温度係数 \( \alpha = 0.00393 \) /℃(20℃基準)のとき、120℃での抵抗値は約何Ωか。
💡 ヒント:\( R_t = R_{20}\{1 + \alpha(t - 20)\} \) を使うんやで…
温度と抵抗の関係をもう少し深掘りするで!
step8のグラフで見たように、金属と半導体では温度に対する振る舞いが正反対なんや。これを整理しよう。
① 正の温度係数(α > 0)= 金属
銅、アルミ、鉄、タングステンなどの金属は、温度が上がると抵抗が増加する。なぜかと言うと、温度が上がると金属内の原子が激しく振動して、電子の通り道を邪魔するからや。この性質を利用したのが測温抵抗体(RTD)。温度計として使われてるんやで。
② 負の温度係数(α < 0)= 半導体
シリコンやゲルマニウムなどの半導体は、温度が上がると抵抗が減少する。これは温度が上がることで電子がエネルギーをもらって「自由に動ける電子」が増えるからや。この性質を利用したのがサーミスタ(温度センサの一種)やで。
③ 特別なケース:超電導
ある種の材料は、極低温(-200℃以下とか)にすると抵抗が完全にゼロになるんや。これを「超電導」って言うで。電験三種ではほぼ出えへんけど、教養として知っておくとええで。
📌 温度係数のまとめ
⚡ 金属(α > 0):温度↑ → 抵抗↑ → 測温抵抗体に応用
⚡ 半導体(α < 0):温度↑ → 抵抗↓ → サーミスタに応用
⚡ 電験三種では金属の正の温度係数が超頻出!
ここで単位変換について詳しく解説するで。これ、電験三種でめちゃくちゃ大事やから、しっかり身につけてくれ!
\( R = \rho \frac{l}{A} \) の計算で一番ミスが多いのが、断面積Aの単位変換なんや。問題文では「断面積 2mm²」みたいに mm² で与えられることが多いけど、抵抗率ρの単位が [Ω·m] やから、計算するときは m² に揃えなあかんのや。
mm² → m² の変換ルール
1mm = \( 10^{-3} \) m やから…
1mm² = \( (10^{-3})^2 \) m² = \( 10^{-6} \) m²
つまり、mm² の数値に \( 10^{-6} \) をかけるだけ!
例:2mm² = \( 2 \times 10^{-6} \) m²
例:5.5mm² = \( 5.5 \times 10^{-6} \) m²
もう1つよくあるのが、直径から断面積を求めるパターンや。「直径 d = 2mm の銅線」と言われたら、まず断面積を計算せなあかん。
直径から断面積を求める
円の断面積 \( A = \pi r^2 = \frac{\pi d^2}{4} \)
例:d = 2mm のとき
\( A = \frac{\pi \times (2 \times 10^{-3})^2}{4} = \frac{\pi \times 4 \times 10^{-6}}{4} = \pi \times 10^{-6} \approx 3.14 \times 10^{-6} \) m²
単位変換は「両替」と同じやで。1万円札を千円札に崩すとき「10枚になる」ってすぐ分かるやろ?mm²→m²は「100万分の1になる」(×10⁻⁶)。この感覚を身につけとけば、電験三種の計算でミスがグッと減るで!単位変換ミスは電験三種で最も多い失点原因の1つやからな。
📌 単位変換のポイント
⚡ \( 1\text{mm}^2 = 10^{-6}\text{m}^2 \)(超重要!)
⚡ 直径dから断面積:\( A = \frac{\pi d^2}{4} \)
⚡ 計算前に必ずSI単位に揃えること
電験三種で実際にどんな形で出題されるかを見ておこう!
抵抗率と温度特性に関する問題は、電験三種の理論科目でほぼ毎年出題される重要テーマや。出題パターンを知っておけば、本番で慌てへんで。
パターン①:抵抗値を求める
「銅線(ρ = ○○)、長さ○○m、断面積○○mm²の抵抗値を求めよ」
→ \( R = \rho \frac{l}{A} \) に代入するだけ。単位変換に注意!
パターン②:温度変化後の抵抗値
「20℃で○○Ωの銅線が80℃になったときの抵抗値を求めよ」
→ \( R_t = R_{20}\{1 + \alpha(t - 20)\} \) に代入
パターン③:逆算(長さや断面積を求める)
「抵抗値が○○Ω以下になるには、断面積を何mm²以上にすればよいか」
→ \( R = \rho \frac{l}{A} \) を A について解く → \( A = \rho \frac{l}{R} \)
パターン④:導電率σが与えられる
「導電率 σ = ○○ S/m の材料で…」
→ まず \( \rho = \frac{1}{\sigma} \) で抵抗率に変換してから計算
📌 電験三種での頻出ポイント
⚡ mm² → m² の変換を忘れないこと
⚡ 温度特性の問題では基準温度の確認が最重要
⚡ 導電率σが出たら → まず \( \rho = 1/\sigma \) に変換
⚡ 問題文の「直径」「半径」「断面積」の使い分けに注意
ほな、実際に計算問題を解いてみよう!
第3問!導電率σに関する問題やで!
ある材料の抵抗率が \( \rho = 2.5 \times 10^{-8} \) Ω·m であるとき、導電率 σ [S/m] はいくらか。
導電率と抵抗率の関係をもう一回確認しよか。
導電率 σ の求め方
• 導電率は抵抗率の逆数やったな
• \( \sigma = \frac{1}{\rho} \)
• 逆数 = 「1を割る」だけ!
導電率σが大きい材料は、電気を通しやすい?通しにくい?
やるやん!発展問題や。材料の比較問題を出すで!
銅(\( \rho = 1.72 \times 10^{-8} \) Ω·m)とアルミ(\( \rho = 2.83 \times 10^{-8} \) Ω·m)で、同じ長さ・同じ断面積の電線を作った場合、アルミ線の抵抗は銅線の約何倍か。
💡 ヒント:R = ρl/A で l と A が同じなら、抵抗の比 = 抵抗率の比やで…
ここからは実務との接続やで。「この知識、実際に何の役に立つの?」って疑問に答えていこう!
まずは電線の選定について。実際の電気工事や設計では「どの材料で、どの太さの電線を使うか」がめっちゃ重要なんや。
なぜ銅線が主流なのか?
電線の材料として一番使われてるのは銅(Cu)や。理由は3つある。
① 抵抗率が小さい(\( 1.72 \times 10^{-8} \) Ω·m)→ 電気をロス少なく送れる
② 加工しやすい → 細い線に引き伸ばせる
③ 価格が手頃 → 金や銀より圧倒的に安い
一方、送電線にはアルミが使われることが多いんや。「アルミの方が抵抗率大きいのに、なんで?」って思うやろ。実は、アルミは銅より密度が約1/3(軽い!)やから、同じ重さならアルミの方が太い線を作れて、結果的に抵抗を下げられるんや。しかも安い。長距離の送電線では重さとコストが重要やからな。
電線の抵抗 r が大きいと、\( P_{loss} = I^2 r \) で電力が熱として失われてしまう。せやから、抵抗率が小さい材料を使い、必要に応じて太い線を使うことが重要なんやで。
📌 電線選定のポイント
⚡ 一般的な配線:銅線(低抵抗率、加工性◎)
⚡ 送電線:アルミ線(軽量で安価)
⚡ 電線の抵抗は電力ロスの原因になる
もう1つの実務応用、温度センサについて紹介するで!
「温度が変わると抵抗が変わる」ってことは、逆に言えば「抵抗値を測れば温度が分かる」ってことやろ?この発想を利用したのが温度センサなんや。
① 測温抵抗体(RTD: Resistance Temperature Detector)
白金(プラチナ)などの金属を使った温度センサや。金属の抵抗は温度に対してほぼ直線的に変化するから、高い精度で温度を測定できるんや。工業用の温度計として広く使われてるで。特に白金測温抵抗体(Pt100)は、0℃で100Ωになるように作られてて、国際規格にもなってるんやで。
② サーミスタ(Thermistor)
半導体を使った温度センサや。温度変化に対する抵抗の変化が大きいのが特徴やで。金属より感度が高いけど、直線性は劣る。スマホやパソコンの中に入ってる温度センサは、ほとんどがサーミスタやで。
測温抵抗体は「信頼できるベテラン社員」みたいなもんや。安定してて正確やけど、ちょっと鈍い(変化の幅が小さい)。サーミスタは「感度の高い新人」みたいなもんで、ちょっとした温度変化にもすぐ反応するけど、精度はベテランに劣る。用途に合わせて使い分けるんやで!
📌 温度センサのまとめ
⚡ 測温抵抗体(RTD):金属製、高精度、直線性◎
⚡ サーミスタ:半導体製、高感度、小型・安価
⚡ どちらも「抵抗値の変化で温度を測る」原理は同じ
ここでよくある間違いを整理するで!試験本番で引っかからんように、しっかり確認しとこう!
❌ 間違い①:mm²をm²に変換し忘れる
断面積 2mm² をそのまま「2」として計算してしまうパターン。正しくは \( 2 \times 10^{-6} \) m²。答えが100万倍ズレるから一発で不正解やで。
❌ 間違い②:温度係数の基準温度を無視する
問題で「20℃で50Ω、温度係数α = 0.00393(20℃基準)」って書いてあるのに、0℃基準の公式を使ってしまうパターン。基準温度が何℃かを必ず確認して、\( R_t = R_{t_0}\{1 + \alpha(t - t_0)\} \) で計算するんやで。
❌ 間違い③:導電率σと抵抗率ρを混同する
導電率が与えられてるのに、そのまま \( R = \sigma \frac{l}{A} \) と計算してしまうパターン。導電率が来たらまず \( \rho = \frac{1}{\sigma} \) に変換してから計算。または \( R = \frac{l}{\sigma A} \) を使う。
❌ 間違い④:直径と半径を間違える
「直径 d = 2mm」なのに、断面積を \( \pi \times 2^2 \) で計算してしまうパターン。直径が来たら半径 r = d/2 にするか、\( A = \frac{\pi d^2}{4} \) を使うんやで。
📌 引っかかりやすいポイント
⚡ mm² → m²:×10⁻⁶ を忘れるな!
⚡ 基準温度:0℃?20℃?必ず確認!
⚡ σとρ:導電率 → 逆数にしてから計算!
⚡ 直径と半径:d/2 を忘れるな!
よし、最後の問題に挑戦や!
最後の第4問!総合問題やで。温度特性とオームの法則を組み合わせた問題や!
0℃での抵抗値が \( R_0 = 2 \) Ωの銅線がある。温度係数 \( \alpha = 0.004 \) /℃である。この銅線の温度が50℃に上昇したとき、12Vの電源を接続すると流れる電流は何Aか。
2段階で考えるのがポイントやで。
解き方の手順
Step1:まず50℃での抵抗値を求める
\( R_{50} = R_0(1 + \alpha t) = 2(1 + 0.004 \times 50) \)
\( = 2 \times 1.2 = 2.4 \) [Ω]
Step2:オームの法則で電流を求める
\( I = \frac{V}{R} = \frac{12}{2.4} = 5 \) [A]
金属の温度が上がると、抵抗値はどうなる?
さすがや!最後の発展問題。直径から断面積を計算する問題やで!
直径 \( d = 2 \) mm、長さ \( l = 50 \) m の銅線(\( \rho = 1.72 \times 10^{-8} \) Ω·m)の抵抗値は約何Ωか。ただし \( \pi \approx 3.14 \) とする。
💡 ヒント:まず断面積 \( A = \frac{\pi d^2}{4} \) を求めてから R = ρl/A やで…
第3講の内容をまとめるで!
📌 第3講の最重要ポイント
⚡ \( R = \rho \frac{l}{A} \):抵抗は材料・長さ・太さで決まる
⚡ \( \sigma = \frac{1}{\rho} \):導電率は抵抗率の逆数
⚡ \( R_t = R_0(1 + \alpha t) \):金属は温度↑で抵抗↑
⚡ 単位変換(mm² → m²)を絶対忘れない!
第3講「抵抗率と導電率、抵抗の温度特性」、お疲れさま!
今回は「抵抗の正体」に迫ったな。抵抗の値は材料(ρ)・長さ(l)・太さ(A)で決まること、そして温度で変化すること。この2つが大きな柱やった。
「V = IR は簡単やったけど、今回はちょっと難しかった…」って感じた人もおるかもしれへん。でも大丈夫や。公式は3つだけやからな。
🎯 この講座で学んだこと
✅ 抵抗の公式:\( R = \rho \frac{l}{A} \)(材料・長さ・断面積で決まる)
✅ 導電率:\( \sigma = \frac{1}{\rho} \)(通しやすさの指標)
✅ 温度特性:\( R_t = R_0(1 + \alpha t) \)(金属は温度↑で抵抗↑)
✅ 材料の違い:銅(1.72×10⁻⁸)、アルミ(2.83×10⁻⁸)
✅ 実務応用:電線の選定、測温抵抗体、サーミスタ
✅ 単位変換:1mm² = 10⁻⁶ m²
次回の第4講では、抵抗の直列接続と分圧の法則を学ぶで。「複数の抵抗がつながったらどうなる?」「電圧はどう分配される?」という疑問を解決していこう。今回学んだ抵抗の基礎知識が、直接活きてくる内容やで!
直流回路の理解が着実に深まってるで。自信を持って次に進もう!
📚 次回予告:第4講「抵抗の直列接続と分圧の法則」
次回は複数の抵抗を直列に接続した場合の合成抵抗と、電圧がどう分配されるか(分圧の法則)を学ぶで。回路の読み解き方が格段にレベルアップするで!