オームの法則
目的
原理
-
抵抗値が一定ならばオームの法則(V=RI)により、電圧V?電流Iは比例関係である。また、そのグラフは原点を通る直線となり、その傾きが抵抗Rになる。(図1)
準備
方法
-
電圧計、電流計の0点補正をした後、カーボン抵抗をRとして、図2の回路図のように配線する。電圧計は3V端子、電流計は50mA端子を使用する。
(まず回路図から実体配線図を完成させる)
なお、すべり抵抗器のつまみはマイナス側によせておく。(電流計、電圧計が0になる側)
- 配線を確認したら、電源を投入し、すべり抵抗器のつまみを動かして、徐々に電圧を大きくしながら電流を測定する。
- カーボン抵抗を豆電球に換えて、同様の測定をする。電流計のレンジは500mAにする。
(豆電球は実験前に点灯させてはいけない。)
処理
- カーボン抵抗、豆電球それぞれのV-Iグラフを作成する。
- グラフの傾き(抵抗)を求める。ただし、グラフ全体が直線にならない場合は、直線部分を探し複数の場所の傾きを求める。
結果
- ◎カーボン抵抗
-
電圧[V] |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.40 |
1.60 |
1.80 |
2.00 |
2.20 |
2.40 |
2.60 |
2.80 |
電流[mA] |
1.0 |
1.5 |
2.2 |
3.0 |
3.8 |
4.5 |
5.2 |
6.0 |
6.8 |
7.2 |
8.2 |
9.0 |
9.8 |
10.2 |
- ◎豆電球
-
電圧[V] |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
0.70 |
0.80 |
0.90 |
1.00 |
1.10 |
1.20 |
1.30 |
1.40 |
電流[mA] |
70 |
100 |
120 |
130 |
138 |
146 |
153 |
160 |
166 |
170 |
177 |
180 |
185 |
190 |
- ◆グラフの傾き(抵抗)の計算◆
-
◎カーボン抵抗
◎豆電球
考察
- カーボン抵抗の抵抗値について考察せよ。
V-Iグラフは原点を通る直線で抵抗値は一定である。直線の傾きはカーボン抵抗の抵抗値になる。
- 豆電球の抵抗値について考察せよ。
V-Iグラフの曲線から、電圧を上げて電流が増加するとともに抵抗が増加することがわかる。
これは、豆電球のフィラメントが温度が高いときほど抵抗値が大きいことを示している。
- 豆電球の場合、電圧を徐々に下げながら電流を測定した場合、電圧を上げながら測定した場合と比較してどのような違いが現れると考えられるか。
豆電球の温度が高くなっていると考えられるので、電圧を上げながら測定したときよりも抵抗値が大きくなると推測できる。グラフは電圧を上げながら測定したときとずれが生じる。
実験プリントpdfファイル