アナログエンジニア

オームの法則:電圧(V)=抵抗(R)×ばつ電流(I) の式を定性的には小学生から習っている。

多くの例題は、定性的には乾電池と豆電球の直列・並列接続で評価基準は豆電球の光具合である。

しかし、現在の乾電池でも新品の状態から例えば1Aを数秒流しただけで、電池電圧は0.1Vをはるかに越える電圧低下を起こす。そして、指数関数的に起電力は回復してくるが、新品の状態にまでは半日経過しても戻らない。

オームは100数10年前、多分ボルタの電池、現在の電池よりはるかに電流依存性の高いそして過去の履歴を持つ電圧源しかなかった時代に、この式を確立している。しかも水銀抵抗を用いての実験である。金属抵抗は長さ(L)と断面積(S)をかなり高抵抗になるようにセットしてもkΩ台のRを得ることは困難であったと推察される。

当時は電流の測定技術と温度測定技術は確立されていた時代である。電流Iが測定できて、VもRも測定手段が確立されていなかった。

オームは電圧源に熱電対の起電力を用いたとのことである。(オーム社、「新電気」5月号)

これなら太目の熱電対導線を使用して、厳密な温度管理を行えば、電圧Vを定量化できる。実験条件は現在の技術知識をもってしても、相当条件を選ばなければ出来ないと思う。抵抗率ρのイメージなくして、電圧のイメージなくして実験条件を私は選べないだろう。

現在では、たかがオームの法則として、電気・電子分野では自明の式として扱われている。しかし、工業高校レベルの方で、I=V/Rの式に変形して、電流計測を行える人は半数にも満たない。

Rが未知数であれば、簡単にはIを一定、既知としてVを計測すればよい。

Iが未知数であれば、Vを測定し、計算でI=V/Rを求めればよい。しかし、既知の抵抗で、回路に影響を与えない程度の抵抗を挿入して電流計測するトレーニングはあまり行われていないようだ。

測定のために回路を切断し既知抵抗を挿入することは、それなりの技量を要する。勇気も必要だ。

V=RI 様々な逆問題が存在する。何が今判明していて、何が今わからないか?関係する機知の物理法則は何か?その理解なくして、技術をこなせないと考えるアナログエンジニアである。

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大学の講義で「電子回路でオーム法則より大事なものはない」と教わりましたが、実務でも幅をきかすとは思いもよりませんでした。
アナエンさまの新刊アナ回路教本、楽しみにしています。

はい、しょっちゅう使っています。電流を測定するのは面倒なので、I=V/Rの形で回路の抵抗を流れる電流を測定しています。