オームの法則を理解する
また、オームの法則の例題と、オームの法則に関する問題の解説についても学習してください。
ほぼすべての金属導体において、 電界 sebanding dengan 電流密度ここで、電界と電流密度の比は一定である。数式で表すと次のようになる。
ρ = E / J
説明：E = 電場、ρ = 抵抗率、J = 電流密度。
比例定数ρは比抵抗または抵抗率と呼ばれ、その値は一定であり、電流を発生させる電界に依存しない。
電界が増加すると電流密度も増加し、逆に電界が減少すると電流密度も減少するため、電界と電流密度の比は一定になります。これがオームの法則です。したがって、上記の式は、ρが一定で電界に依存しない場合にのみオームの法則を説明します。電界の変化に伴ってρの値が変化する場合は、オームの法則は適用されません。
しかし、電位（V）を測定する方が電場（E）を測定するよりも容易であり、電流（I）を測定する方が電流密度（J）を測定するよりも容易である。そのため、オームの法則は、電場、電流密度、抵抗率（ρ）で表されるだけでなく、電位、電流、電気抵抗（R）で表されることもある。
まず、長さ (l)、断面積 (A) を持ち、両端間に電位差 (V) がある導線を考えます。電場が均一、つまり全体を通して同じである場合、電場と電位差の関係は、式 V = E s で表されます (この式については、電位に関する資料で説明されています)。電流密度が均一、つまり全体を通して同じである場合、電流密度と電流の関係は、式 I = JA で表されます (この式については、電流に関する資料で説明されています)。
電位（V）、電流（I）、電気抵抗（R）の関係を表す方程式を得るには、抵抗方程式のEとJを、電位方程式のEと電流方程式のJに置き換えます。
これは、導体における電位（V）、電流（I）、および電気抵抗（R）の関係を説明する方程式です。この方程式に基づくと、導体における電気抵抗は、導体内の電位差と電流の比であると言えます。
オームの法則は、電位差と電流の比が一定であることを示しています。言い換えれば、この式は電気抵抗（R）が一定の場合にのみオームの法則を説明するものです。電気抵抗が一定でない場合、つまり変化する場合には、オームの法則は適用されません。
上記の式の導出において、導体の電気抵抗（R）は、比抵抗（ρ）、導体の長さ（l）、および導体の断面積（A）にも関係しています。数学的には、これは次の式で表されます。
この方程式については、電気抵抗に関する記事でより詳しく説明されています。
オームの法則の公式
オームの法則は、ρ = E/J と R = V/I という 2 つの式で表されます。ただし、これらの 2 つの式は、ρ と R が一定の場合にのみオームの法則を表す式となることに注意してください。導体の ρ と R が変化すると、これらの 2 つの式ではオームの法則を説明できなくなりますが、ρ = E/J は導体の比抵抗を、R = V/I は導体の電気抵抗を表します。
式 ρ = E/J は、E = ρ J と書き換えることができます。ρ が一定の場合、E は J に正比例します。つまり、E が増加すれば J も増加し、E が減少すれば J も減少します。
同様に、式 R = V/I は V = I R と書き換えることができます。R が一定の場合、V は I に正比例します。つまり、V が増加すれば I も増加し、V が減少すれば I も減少します。
オームの法則に従う物質はオーム性物質と呼ばれ、オームの法則に従わない物質は非オーム性物質と呼ばれる。ほとんどすべての金属導体はオーム性であるが、他の多くの物質は非オーム性である。
非オーム性材料では、電気抵抗は一定ではなく、電流と電位差によって変化します。つまり、電流が変化すると材料の抵抗も変化し、同様に、電圧が変化すると材料の抵抗も変化します。電気抵抗が変化するため、非オーム性材料では、電圧（V）は電流（I）に直接比例しません。
V、I、Rグラフ
オーム性材料では、電圧Vと電流Iの比は一定であり、直線で表されます。オーム性材料の例としては、金属導体が挙げられます。一方、非オーム性材料では、電圧Vと電流Iの比は一定ではなく、曲線で表されます。非オーム性材料の例としては、半導体ダイオードやトランジスタが挙げられます。
オームの法則はオーム性物質にのみ適用され、すべての物質に適用されるわけではないため、ニュートンの法則や他の物理法則のような法則と呼ぶのは誤りです。物理法則は実際にはすべての物体に適用され、特定の物体にのみ適用されるわけではありません。しかし、オームの法則の使用は一般的になっているため、オームの法則はオーム性物質にのみ適用されることを覚えておけば、今でもオームの法則と呼ばれています。オームの法則以外にも、よくある誤解の例として、理想気体の法則やフックの法則の使用が挙げられます。
