電気回路を学ぶ上で、
避けては通れない一番の基礎が
「オームの法則」です。
中学校の理科で初めて出会い、
高校物理、大学の電気工学、
さらには電験三種などの
国家資格に至るまで、
すべての計算の土台となる
非常に重要な法則です。
この記事では、
オームの法則の基本概念から、
直列回路・並列回路における
「合成抵抗」の計算方法までを
分かりやすく解説します。
1. オームの法則とは？
オームの法則とは、回路に流れる電流は、加えた電圧に比例し、抵抗に反比例するという法則です。 水とホースの関係に例えると非常にイメージしやすくなります。
- 電圧 (V: ボルト) ＝ 水を出すポンプの力
- 電流 (I: アンペア) ＝ 実際に流れる水の量
- 抵抗 (R: オーム) ＝ ホースの細さ
これを数式で表すと、以下のようになります。
「電圧を知りたければ電流と抵抗を掛ける」「電流を知りたければ電圧を抵抗で割る」。この関係式を自由に変形できるようになることが、回路計算の第一歩です。
2. 直列回路の合成抵抗
複数の抵抗が「一本道」で繋がっている回路を直列回路と呼びます。 直列回路の最大の特徴は、「回路のどこを測っても、流れる電流（I）が同じになる」という点です。一本道なので、水（電流）の逃げ場がないと考えれば自然ですね。
直列に繋がれた抵抗を、1つの大きな抵抗（合成抵抗）としてまとめる場合の計算は非常にシンプルです。単に足し算をするだけで求まります。
例えば、図のように 10Ω と 20Ω の抵抗が直列に繋がっていれば、合成抵抗は 10 + 20 = 30Ω となります。ホースが長くなればなるほど、水は通りにくくなる（抵抗が大きくなる）というイメージです。
3. 並列回路の合成抵抗
道が複数に枝分かれしている回路を並列回路と呼びます。 並列回路の最大の特徴は、「各抵抗にかかる電圧（V）が等しい」という点です。
並列回路の合成抵抗の求め方は、直列回路とは異なり少し複雑になります。「逆数の和は、合成抵抗の逆数になる」という以下の公式を使います。
便利な公式「和分の積（わぶんのせき）」
抵抗が2つの場合（ と ）に限っては、先ほどの式を通分して変形した**「和分の積」**という便利な公式がよく使われます。まだ学校で習っていない方のために、どうしてこの形になるのか順番に見ていきましょう。
① まずは基本の公式からスタートします。
② 右辺を足し算するために、分母を に揃えます（通分）。
③ 求めたいのは ではなく なので、両辺の分母と分子をひっくり返します（逆数をとる）。
このように、「足し算（和）」が分母に、「掛け算（積）」が分子にくるため「和分の積」と呼ばれます。2つの並列抵抗を見つけたら、この公式を使うと計算ミスがグッと減りますよ！
並列に抵抗を繋ぐということは、水が通るルート（抜け道）が増えることを意味します。そのため、合成抵抗は必ず、回路内にある一番小さな抵抗よりも小さくなるという性質があります。
実際に計算問題を解いてみよう！
オームの法則と合成抵抗の公式は、頭で理解するだけでなく、実際に数値を変えて何度も計算練習をすることで初めて身につきます。 当サイトの「問題自動生成ツール」を使えば、基礎的な直列・並列回路から、実践的な直並列回路まで、無限に演習問題を作成できます。解答ステップも詳しく表示されるので、答え合わせに最適です。