クイズ問題: 19世紀に活躍したドイツの物理学者で、「電流は電圧に比例し、抵抗に反比例する」という法則に名を残すのは誰でしょう?
答え: ゲオルク・オーム

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: インピーダンス
text: インピーダンス(英: impedance)は、主に電気回路において、電圧と電流の比を表す複素数である。直流回路におけるオームの法則の電気抵抗(レジスタンス)の概念を複素数に拡張し、交流回路に適用したものであり、単位としてはオーム(表記はΩ)が用いられる。インピーダンスの虚数部は、リアクタンスといい、入力に対する出力の位相の変化を表す。
title: 電気抵抗
text: 電気抵抗(でんきていこう、レジスタンス、英: electrical resistance)は、電流の流れにくさのことであり、単に抵抗ともいう。電気抵抗の国際単位系 (SI) における単位はオーム(記号:Ω)である。また、その逆数はコンダクタンス (conductance) と呼ばれ、電流の流れやすさを表す。コンダクタンスのSIにおける単位はジーメンス(記号:S)である。
title: 電気
text: 抵抗器は最も単純な受動素子である。名前が示す通りそれを通る電流に対して電気抵抗を示し、エネルギーの一部を熱に変換する。電気抵抗は導体内を電荷が移動する結果生じる。例えば金属では主に電子同士やイオン同士の衝突によって電気抵抗が生じる。電気工学の基本法則であるオームの法則によれば、抵抗器を流れる電流はその両端の電位差に比例する。多くの物質の電気抵抗値は、広範囲の温度や電流値に対してほぼ一定である。抵抗値の単位オームはゲオルク・オームに因んで命名されたもので、ギリシア文字 Ω で表す。1Ωの抵抗器に1ボルトの電位差を印加すると1アンペアの電流が流れる。
title: 電圧降下
text: 電圧降下(でんあつこうか)とは、電気回路に電流を流したとき、回路中に存在する電気抵抗の両端に電位差が生ずる現象のこと。または生じた電位差のこと。このとき電流 I {\\displaystyle I} 、電気抵抗 R {\\displaystyle R} と電位差 V {\\displaystyle V} との関係は、 V = I R {\\displaystyle V=IR} となり、この関係をオームの法則という。ひとつの閉回路中での電圧降下の総和は、その回路における起電力(電源電圧)に等しく、これをキルヒホッフの法則(第二法則)という。
title: ジーメンス
text: コンダクタンスは電気抵抗の逆数であり、ジーメンスは電気抵抗の単位オーム (Ω) の逆数として定義される。日本の計量単位令では「1アンペアの直流の電流が流れる導体の二点間の直流の電圧が1ボルトであるときのその二点間の電気のコンダクタンス」と定義している。
title: ゲオルク・オーム
text: 高校教師として働いていたが、当時アレッサンドロ・ボルタが発明したボルタ電池について研究を行った。独自に装置を製作し、導体にかかる電位差とそこに流れる電流には正比例の関係があるというオームの法則を発見した。これにより、電圧と電流と電気抵抗の基本的な関係が定義され、電気回路解析という分野が本当の意味で始まった。
title: コンダクタンス
text: コンダクタンス (英語: conductance) とは、回路における電流の流れやすさのこと。すなわち、直流回路では電気抵抗の逆数、交流回路ではインピーダンスの逆数の実数部。記号 G。単位ジーメンス(記号 S )、またはモー(記号 ℧ )。電気伝導力とも言う。
title: 電気化学
text: 19世紀末には、熱力学の発展が電気化学に大きな影響を及ぼした。ヴァルター・ネルンストによるネルンストの式の提唱である。これによって電気化学反応は一般の化学反応と同等に扱うことが出来るようになった。電位がギブズエネルギーを電気量で割ったものであることを示したこの式は、電位差が電気化学反応を推し進める原動力であり、電位差がなければ電気化学反応が起こらないという事実の理論的な裏づけとなったのである。
title: 電圧降下
text: ダイオードのような非線形素子に対しても、電流を流した場合に発生する電位差を電圧降下という場合がある(主にキルヒホッフの法則を適用する文脈で用いる)。また低周波交流回路(集中定数回路として扱える回路)のフェーザ表示により、インダクタンスやキャパシタンスをリアクタンス(インピーダンス)の形で「抵抗」として扱い、その両端に発生する交流電圧を電圧降下としてキルヒホッフの法則を適用する事もある。
title: ジュールの法則
text: である。ここで Q {\\displaystyle Q} は生み出される熱量、 I {\\displaystyle I} は抵抗を流れる一定の電流、 R {\\displaystyle R} は電気抵抗、 t {\\displaystyle t} は電流が流れる時間である。電流がアンペア、抵抗がオーム、時間が秒で表されるとき、 Q {\\displaystyle Q} の単位はジュールである。ジュールの第一法則は後の1842年にハインリヒ・レンツによって独立に発見されたため、ジュール=レンツの法則ともよばれる。電流を流す導体の発熱効果はジュール熱とよばれる。
title: 抵抗器
text: 抵抗は抵抗体の何処かに少なくとも2つ以上の電極を設けている。ある電極間に電位差を加えると電極の電位差に比例した単位時間あたりの電荷の移動、すなわち電流が生じる(オームの法則)。比例定数は電気伝導率とよばれるが、通常は電気導電率の逆数である電気抵抗率を用い、ある抵抗器の電気抵抗率はその抵抗器の抵抗値と呼ばれる。抵抗器のもつ抵抗値はSI単位の1つであるオーム(Ω)で表す。1ボルト(V)の電位差を加えたとき、1アンペア(A)の電流が生じると、その抵抗器は1オーム(Ω)の抵抗値を持つとされる。
title: 電流
text: 多くの物質では、電流があまり急激に変化しない場合にオームの法則: 電圧=電流×電気抵抗 (V = IR) が成り立つ。つまり、電流はそれが流れる媒体の両端の電位差に比例する。このとき、電流の単位がアンペアなら、電圧の単位はボルト、電気抵抗の単位はオームとなる。 純粋な抵抗負荷を使用し、電圧・電流を実効値で表した場合には、この式は交流でも成立する。
title: アドミタンス
text: アドミタンス(英: admittance)は、交流回路における電流と電圧の比である。慣習的に記号 Y、単位としてはジーメンス(S)が用いられる。計算を簡略化するため複素数表示(フェーザ表示)で表されることが多い。直流回路における電気伝導の代わりに用いられる。 交流回路における電圧と電流の比である インピーダンス Z とは次の関係がある。
title: ジュールの法則
text: この法則はオームの法則に従う回路(電流が電圧に比例する)であれば適用することができる。オームの法則によれば、抵抗 R {\\displaystyle R} の回路を流れる電圧 V {\\displaystyle V} は
title: 電流
text: 物質に電流が流れると、物質の電気抵抗によって熱(ジュール熱)が発生する。オームの法則が成り立つ場合、単位時間にジュール熱として消費されるエネルギーは電流の2乗と抵抗値に比例する。
title: ジュールの法則
text: ジュールの第一法則は導体を流れる電流と、電流によって生み出される熱の関係を示した物理法則である。ジュール効果ともよばれる。1840年代に電流と発熱の関係を研究したジェームズ・プレスコット・ジュールから名づけられた。公式は
title: ジュール熱
text: ジュール熱(ジュールねつ、英: Joule heat)は、(抵抗がある)導体に電流を流したときに生じる発熱であるジュール効果によって発生する熱エネルギー。
title: オームの法則
text: オームの法則(オームのほうそく、英語: Ohm's law)とは、導電現象において、電気回路の部分に流れる電流とその両端の電位差の関係を主張する法則である。クーロンの法則とともに電気工学で最も重要な関係式の一つである。
title: ハインリヒ・レンツ
text: 1833年、「磁界の変化によってコイルに発生する起電力はコイルを貫く磁力線の変化に比例し、発生する電流の向きは磁力線の変化を妨げるような向きとなる」というレンツの法則を発見し、1842年にジュールの法則をジュールとは別に発見した。
title: イミタンス
text: イミタンス(英語: Immittance、しばしばイミッタンス)は、圧と流れの比であるインピーダンスと、流れと圧の比であるアドミタンスの双方の総称である。インピーダンスとアドミタンスからなる造語 (impedance + admittance) である。圧と流れの積は仕事率である。
title: 特性インピーダンス
text: 電磁波の特性インピーダンス(英: Wave impedance)は、真空を含む誘電体(通常は大気等)における電磁波の伝播に関する概念である。電気回路における電圧と電流の比という電気インピーダンスの定義を電磁波に準用すれば、特性インピーダンスは電場 E と磁場 H の比となり、誘電体の誘電率と透磁率を ε、μ とすれば、特性インピーダンス Z は次式で示される(この関係式はマクスウェルの方程式から導出される)。前提条件により負号が付くことがある。
title: ジュールの法則
text: ジュールの第一法則では電気抵抗のある導体による熱の散逸の率は、電流の二乗と電気抵抗に比例する。ただし、抵抗中での電力の散逸は電流と抵抗の項で表すことができ
title: 電気
text: コイルは一般に導線の巻線であり、そこに流れる電流によって生じた磁場にエネルギーを蓄える素子である。電流が変化するとその磁場も変化し、誘導起電力が生じる。その誘導起電力は電流の時間変化に比例し、その比例定数をインダクタンスと呼ぶ。インダクタンスの単位ヘンリーはジョセフ・ヘンリーに因んだもので、H で表す。1ヘンリーのコイルに1秒間に1アンペアの割合で変化する電流を流すと、1ボルトの誘導起電力が生じる。コイルはある意味でコンデンサとは逆の作用をし、定常電流は自由に流れるが、電流の急激な変化は阻止しようとする。
title: 電気
text: ゲオルク・オームは1827年、オームの法則を含む電気回路の数学的解析を発表した。グスタフ・キルヒホフは1845年、キルヒホッフの法則を発見。これらの成果を基にヘルマン・フォン・ヘルムホルツ(1853年)、シャルル・テブナン(1883年、再発見)、鳳秀太郎(?年)が電気回路に関する電圧、電流、電源の考え方を確立した。
title: キルヒホッフの法則 (電気回路)
text: キルヒホッフの法則(キルヒホッフのほうそく、独: Kirchhoffsches Strahlungsgesetz)は、電気回路において任意の節点に流れ込む電流の総和に関する法則(電流則)、および任意の閉路の電圧の総和に関する法則(電圧則)である。線型回路、非線型回路を問わず成り立つ。ドイツの物理学者グスタフ・キルヒホフが1845年に発見した。
title: インピーダンス
text: 電気回路におけるインピーダンスは、交流回路におけるフェーザ表示された電圧と電流の比(電圧/電流)である。インピーダンスの逆数をアドミタンスという。 インピーダンスの実部をレジスタンス、虚部をリアクタンスということがある。
title: 交流
text: 交流回路における電流を妨げる働きをするインピーダンス(impedance)は、量記号Z 、単位オーム(Ω)で表される。抵抗をR 、コイルの誘導性リアクタンスをXL 、コンデンサの容量性リアクタンスをXC とすると、「インピーダンスの大きさ」は次式のようになる。
title: ゲオルク・オーム
text: 彼の著作は数多い。中でも最も重要とされるのが1827年にベルリンで出版した Die galvanische Kette mathematisch bearbeitet である。オームの名前は、電圧と電流の比である抵抗の単位オームとして、SI組立単位に採用されている。
title: 磁気回路
text: ホプキンソンの法則は、電力とエネルギーの流れをモデル化するという点でオームの法則の正しい類推ではない。特に、電気抵抗に損失があるのと同じように、リラクタンスに関連する損失があるわけではい。この点で電気抵抗の真の類似である磁気抵抗は、起磁力と磁束の変化率の比として定義される。ここでは磁束の変化率は電流に代わっており、オームの法則は次のようになる。
title: 熱電対
text: 異なる2種の金属の線の両端を互いにつないで回路を作り、2つの接点の間に温度差を与えると、起電力(電圧)が生じる。この現象は、1821年にドイツの物理学者トーマス・ゼーベックによって発見され、ゼーベック効果と呼ばれている。
title: ジュール熱
text: となる。ジュール熱の量は、抵抗 R {\\displaystyle R} と電流 I {\\displaystyle I} の二乗の積に比例する。これはイギリスの物理学者、ジェームズ・プレスコット・ジュールが実験によって発見した物理法則で、ジュールの法則と呼ばれる。
title: ボルト (単位)
text: 1ボルトの電圧をかけたときに1アンペアの電流が流れる電気抵抗が1オーム (Ω) である。 オームはボルトとアンペアから定義される (Ω = V / A)。原音に即し、ヴォルトと表記することもある。
title: インダクタ
text: インダクタンス (L) は、電流の流れている電気伝導体の周囲に形成される磁場に起因し、電流の変化に抵抗する傾向を示す。伝導体を流れる電流に比例して磁束が形成され、電流が変化するとそれに対応して磁束も変化し、ファラデーの電磁誘導の法則に従って電流の変化に抵抗する方向に起電力が生じる(自己誘導)。インダクタンスとは電流の単位変化当たりに生じる起電力の量を示すものである。例えば、1ヘンリー (H) のインダクタンスを持つコイルは、1秒間当たり1アンペア変化する電流が流れるときに1ボルトの起電力を生じる。コイルの巻き数、直径、芯の材質などがインダクタンスに影響する。例えば、コイルを巻きつける芯(コア)に鉄などの高透磁率の材質を使うと、生じる磁束を強くすることができる。コアの材質によってはインダクタンスは2000倍にもなる。
title: 特性インピーダンス
text: ここで、R, L, G, C はそれぞれ伝送路の単位長あたりの直列抵抗 (オーム:Ω)、直列インダクタンス (ヘンリー:H)、並列コンダクタンス (ジーメンス:S)、並列静電容量 (ファラッド:F)である。特性インピーダンスの物理的次元および単位はインピーダンスに一致し、単位はオーム(Ω)である。特性インピーダンスの逆数を特性アドミタンス(単位ジーメンス:S)ということがある。
title: 電気
text: 1831年、ファラデーは導線を磁場を横切るように移動させるとその両端に電位差が生じることを発見した。これが電磁誘導であり、さらなる研究によってファラデーの電磁誘導の法則と呼ばれる法則を見出した。すなわち、回路に乗じる電位差は、回路を貫く磁束の変化の割合に比例するという法則である。この発見を応用し、ファラデーは銅の円盤を回転させる機械エネルギーを電気エネルギーに変換する世界初の発電機を1831年に発明した。このファラデーの円盤は原始的なもので実用可能なレベルではなかったが、磁気を使って発電できる可能性を示した。
title: インピーダンス
text: 本来の電気インピーダンスは、電気回路の交流特性を示す尺度である。抵抗 (R) の電位差は電流と同相であり、それらの比は一定であるのでスカラー量又は絶対値だけ単純な議論で足りる。それに対し、コイル(以下、L)、キャパシタ(以下、C)を含む回路では電圧と電流とに位相差が生じる。また、抵抗 (R) は電圧・電流の積に由来してエネルギー消費が生じるが、交流RLC回路では電圧・電流に位相差があるため、その積は一定ではない。このため、各値を複素平面でベクトル表現(複素数表現)することが便利なのである。
title: 電力
text: 専門用語では、「電力」とは単位時間に電流がする仕事(量)のことである。単位はW (ワット) であり、電圧Vの電源から電流Iが流れているとき、電力はV・Iという式で表せる。つまり電力は、電圧と電流の積である(物理学概念の分類体系で言うと、仕事率 (power) に分類されるわけである)。なお、一般用語(非専門用語)では、「電力」が、電気の形で伝えられるエネルギーを指していることも多い。なお専門用語ではこのエネルギーに関しては「電力量」と呼び分けて区別している。
title: オームの法則
text: オームの法則は、電気回路の2点間の電位差が、その2点間に流れる電流に比例することを主張する。 電流が I で電位差が V であるとき
title: 角周波数
text: LC回路における角周波数は静電容量(単位: ファラド)にインダクタンス(単位: ヘンリー)をかけたものの逆数の平方根である。即ち
title: 起電力
text: 起電力(きでんりょく、electromotive force, EMF)とは、電流の駆動力のこと。 または、電流を生じさせる電位の差(電圧)のこと。単位は電圧と同じボルト (Volt, V) を用いる。 起電力を生み出す原因には、電磁誘導によるもの(発電機)、熱電効果(ゼーベック効果)によるもの(熱電対)、 光電効果(光起電力効果)によるもの(太陽電池)、化学反応によるもの(化学電池)などがある。
title: ジュールの法則
text: P = V ⋅ I {\\displaystyle P=V\\cdot I} という関係はジュールの法則やオームの法則より一般的に適用することができる。これはこの関係式が電圧 V {\\displaystyle V} 電流 I {\\displaystyle I} の回路の瞬間的な電力を表しているからであり、回路が一定の電気抵抗を持つ回路であるかどうかによらない。ジュールの法則かオームの法則を組み合わせることにより、他方を導くことができる。
title: 電気化学
text: 電気化学反応が電極の酸化還元の傾向や電解質に関連していることはその後の研究で明らかとなり、数多くの電池が開発された。その中でマイケル・ファラデーにより、ファラデーの電気分解の法則が発見される。この発見で物質量は電気量と密接な関係を持つことが明らかとなり、化学反応の理解に大きな寄与を果たした。
title: 輸率
text: 輸率(ゆりつ、transport number)とは電解質の溶液に電流を流した際に、ある特定のイオンが担った電流の全電流に占める割合のことである。 この物理量に対して最初に関心を寄せ、測定法を開発したのがヴィルヘルム・ヒットルフであるため、ヒットルフ数(Hittorf number)と呼ばれることもある。
title: 半導体
text: 一般的に、抵抗は電流と電圧に関して比例的な関係を満たす、すなわちオームの法則が成り立つことからオーム性抵抗(ohmic resistance)と呼ばれる。一方、電気回路においては、非オーム性抵抗素子はオーム性抵抗素子に劣らず重要である。
title: 起電力
text: 電磁誘導による起電力でファラデーの電磁誘導の法則より、1つの回路に生じる誘導起電力の大きさはその回路を貫く磁界の変化の割合に比例するもので発電機に利用される。
title: 分流の法則
text: 2つ以上のインピーダンスが並列に接続されているとき、その回路に入ってくる電流は抵抗値に反比例する(オームの法則)。このとき、各インピーダンスを流れる電流は消費電力が最小となるように分かれる。よって、2つのインピーダンスが同じ値であれば、電流は半分ずつに分割される。
title: 特性インピーダンス
text: 抵抗、インダクタ、キャパシタ等の一般の形状を持つ集中定数回路素子に対し、扱う交流の波長に対して無視できないサイズの回路を分布定数回路、特に交流電気エネルギーの伝送を意図した回路を分布定数線路という。分布定数線路、特に損失がなく無限に長い伝送路を仮定すると、交流電気エネルギーは伝送路上の電圧と電流が変化しながら相互に影響し合うことによっておおむね光速度で伝播する。このとき伝送路上に発生する電圧と電流の比は分布定数線路の種類や構造によって決まり、この比を特性インピーダンスと呼び、電気回路でのインピーダンスとアナロジの概念である。電圧と電流の代わりに電場(電界)と磁場(磁界)の比を用いても同じである。特性インピーダンスの概念は物理学者のオリヴァー・ヘヴィサイドによって導入された。
title: 負性抵抗
text: 電子工学における負性抵抗(英: negative resistance, NR)とはある種の電気回路や素子が持つ特性で、端子間に加わる電圧が増加すると流れる電流が減少することを言う。通常の抵抗器において印加電圧が増えるとオームの法則により電流も比例して増えていき、抵抗値が正となるのとは対照的な振る舞いである。正の抵抗に電流が流れると電力を消費するが、負の抵抗は電力を発生する。負性抵抗は特定の条件下で電気信号の電力を増加させて増幅機能を担うことができる。
title: 負性抵抗
text: コンダクタンスとは抵抗の逆数をいう。その単位ジーメンス(旧称モー)は抵抗1 Ωの抵抗器が持つコンダクタンスを基準とする単位である。上述した2種類の抵抗はそれぞれ対応するコンダクタンスを持つ。
title: 分流の法則
text: 分流の法則(ぶんりゅうのほうそく、英: Current divider rule)とは、あるインピーダンスや電気回路が他のインピーダンスと並列に接続されているときに、それを流れる電流を求める方法である。
title: フェルディナント・ブラウン
text: オームの法則によって得られる「抵抗」が非線形である場合についての論文をはじめ、電位計などを発明した。
title: ゼーベック効果
text: ゼーベック効果(ゼーベックこうか、英: Seebeck effect)は物体の温度差が電圧に直接変換される現象で、熱電効果の一種。逆に電圧を温度差に変換するペルティエ効果もある。類似の現象としてトムソン効果やジュール熱がある。ゼーベック効果を利用して温度を測定することができる(→熱電対)。ゼーベック効果、ペルティエ効果、トムソン効果は可逆であるが、ジュール熱はそうではない。
title: ジュールの法則
text: ジュールの法則(ジュールのほうそく、英: Joule's laws)は電流によって生み出される熱についての法則。または理想気体の圧力、体積、温度についてのエネルギー依存の法則である。
title: ファラデーの電磁誘導の法則
text: ファラデーの電磁誘導の法則(ファラデーのでんじゆうどうのほうそく、英語: Faraday's law of induction)とは、電磁誘導において、1つの回路に生じる誘導起電力の大きさはその回路を貫く磁界の変化の割合に比例するというもの。ファラデーの誘導法則ともよばれる。また、ファラデーの電気分解の法則との混同のおそれのない場合は、単にファラデーの法則と呼称されることもある。
title: 電気分解
text: 電気分解に必要な電源電圧は、目的物質の標準電極電位やネルンストの式、プールベダイアグラムなどから計算される理論電解電圧に、過電圧や液体の電気抵抗(溶液抵抗)を加えた値となる。反応の種類にもよるが、一般的な反応では 10 ボルト以下の電圧で十分に進行する。理論電解電圧以下の電圧では電気二重層の充電に使われる電流(非ファラデー電流)がわずかに流れるだけであるが、電気分解が進行する電圧に達すると反応速度に応じた電流(ファラデー電流)が流れる。電流値は電極形状や電解槽の構造、温度、分極などの影響で変化する。
title: 電位
text: 電子回路では、ある端子のインピーダンスというと、その端子の電位を端子に流れ込む電流で割った値のことを表す。電圧ではなく電位を用いて、このような言い方ができるのは、電子回路では回路中の入力・出力などを全て電位(アースとの電位差)で与えているためである。
title: ジーメンス
text: ジーメンス毎メートル(記号: S/m)は、電気伝導率(電気伝導度・導電率)の単位である。1ジーメンス毎メートルは、1メートルあたり1ジーメンスの電気伝導率と定義される。ジーメンス毎メートルは、電気抵抗率の単位オームメートル (Ωm) の逆数である。 たとえば、純水の基準の一つである電気伝導率0.1μS/cm以下は、電気抵抗率10MΩ•cm以上である。
title: 電圧
text: 古くは熱の仕事当量により最初にジュール熱を求めジュールの法則により電圧を求めた。 現在、電圧測定機器としては電圧計、電位差計、オシロスコープなどがある。電圧計は固定抵抗器を流れる電流を測定し、オームの法則によってその電流と電圧が比例するという原理で電圧を測定する。電位差計はブリッジ回路で未知の電圧と既知の電圧のバランスをとることで電圧を測定する。オシロスコープは、ブラウン管の電子ビームを測定対象の電圧に比例した電圧で偏向させ、交流電圧を目に見える形で示す。
title: 電気化学
text: その他、代表的な測定方法としては、電圧変化に対する電流応答を測定するボルタンメトリー、一定電圧に対して電流の時間変化を測定するクロノアンペロメトリー(英語版)やクロノクーロメトリー、交流電源の周波数変化に対するインピーダンスを測定する交流インピーダンス法などがある。
title: 仕事率
text: 仕事率と同等の概念として電力がある。電力は、以下のように電流と電圧の積で表すことができる。
title: ネルンストの式
text: ネルンストの式(英: Nernst equation)とは、電気化学において、電池の電極の電位 E を記述した式である。1889年にヴァルター・ネルンストによって提出されたとされるが、実際にネルンストが提出した式や考え方は、現在知られているものとは異なる。現在、広く受け入れられている式は、化学ポテンシャルの考え方に基づいて導出される。
title: 電気化学的分極
text: 抵抗分極(ていこうぶんきょく)とは、電解質や電極の電気抵抗に起因する分極で、その大きさはオームの法則を用いて表すことが出来る。
title: 熱電対
text: 温度センサ以外の用途としては、科学研究用に一定電圧を長時間発生させる装置として使う用途もあり(乾電池など化学電池では分極してしまい、長時間安定性に欠けるため)、「オームの法則」などで有名な物理学者オームは安定電圧を熱電対で発生させた。
title: 抵抗器
text: 抵抗体では電極の電位差に応じた電荷の移動が起きているため、仕事をする。通常の抵抗体であれば、この仕事の殆ど全てが熱エネルギーに変換される。この発熱のことをジュール熱という。 ジュール熱Q(単位:ジュール J)の発生量は抵抗器の抵抗値R(単位:Ω)と電極間電位差E(単位:V)、及び時間t(単位:秒 sec)によって下記のように定まる(ジュール熱の項目も参照のこと)。
title: 電池
text: 電池に何も接続されていない状態での端子電圧が「起電力」であり、電池が外部の回路に接続されて電流が流れると起電力より端子電圧が低くなる。この現象が「分極」であり、低くなった分の電圧は「過電圧」と呼ばれる。過電圧は内部抵抗とも呼ばれ、流れる電流に応じて増大することで端子電圧は低下する。過電圧は以下の3つから構成される。
title: 起電力
text: キルヒホッフの法則 (電気回路)より、任意の閉路の起電力の総和と電圧降下の総和は等しい。
title: インピーダンス
text: 交流電気回路における電圧と電流の比であるインピーダンス(明確な区別のため以下、電気インピーダンスという)は、圧力と流量の比という一般化により、交流電気回路に限らず電磁波、光、音響、震動、地震、津波など全ての波、波動現象に適用されうる。多くの分野で電気インピーダンスとアナロジが見いだせる。
title: イミタンス
text: 交流電気回路では電圧と電流の比、及びその逆数を表す複素数のことを指す。音響工学でも音圧とフォノン速度 (音速ではない) の比、及びその逆数をイミタンスという。
title: 静電気学
text: 静電気学の基本的な方程式は、点電荷の間に働く力を記述するクーロンの法則である。クーロンの法則によると2つの点電荷間に働く静電力はそれぞれの電荷の大きさの積に正比例し、電荷間の距離の2乗に反比例する。数式を用いてあらわすと
title: 電気抵抗
text: 多くの物質にとって、与えられた温度での電気抵抗 R は一定である。その物質を流れる電流や電位差(電圧)で抵抗値が変化することはない。そのような材料をオーム性材料 (Ohmic material) と呼ぶ。オーム性材料でできた物体の一定の抵抗値の定義をオームの法則 (Ohm's law) と呼ぶ。
title: 負性抵抗
text: 電気素子や電気回路の端子間抵抗は、端子間に任意の電圧 v {\\displaystyle v} を印加したときに流れる電流 i {\\displaystyle i} を与える特性曲線(英語版)( I–V 曲線)から決定される。電気回路に付随する通常の(正の)抵抗を初めとしてほとんどの材料はオームの法則に従っており、広い範囲にわたって電流と電圧が比例する。このようなオーミック抵抗の I–V 曲線は原点を通る正勾配の直線である。その抵抗値は電流に対する電圧の比であり、電圧 v {\\displaystyle v} を独立変数とする I–V グラフでは直線の勾配の逆数に当たる。その値は一定で変わらない。
title: 電気
text: 電流はいくつかの目に見える現象を引き起こし、歴史的にはそれらが電流の存在を確認する手段でもあった。水に電流を流すと分解されるという現象は1800年にウィリアム・ニコルソンとアンソニー・カーライルが発見した。これがいわゆる電気分解である。そこからさらに研究が進み、1833年にマイケル・ファラデーが電気分解の法則を解明した。電気抵抗のある物質を電流が流れるとき、局所的な発熱がある。これを研究したのがジェームズ・プレスコット・ジュールで、1840年に数学的に定式化したジュールの法則を導き出した。電流に関する最も重要な発見をしたのはハンス・クリスティアン・エルステッドで、1820年に導線に電流を流したときに近くにあった方位磁針が振れることに気づいた。これが電気と磁気の基本的相互作用の発見であり、そこから電磁気学が発展することになった。
title: ファラド
text: 1ファラドは、「1クーロン(C)の電気量を充電したときに1ボルト(V)の直流の電圧を生ずる2導体間の静電容量」(計量単位令による)と定義される。言い換えると、「1ファラドは1ボルトの電位差により1クーロンの電荷を充電できる静電容量」となる。
title: ヴィルヘルム・ヴェーバー
text: ヴェーバーはこの測定結果を元に電気を正と負に帯電した粒子の流れと考え、荷電粒子に働く力を表す式を提出した。この式は「ヴェーバーの法則」と呼ばれ、荷電粒子の振る舞いとして電磁気現象を統一的に表現することを目的とし、電流の相互作用力や電磁誘導の力を求めることができた。しかしエネルギー保存の法則を満たしているかどうかがはっきりせず、ヘルムホルツと長い論争となった。
title: ジェームズ・プレスコット・ジュール
text: そこでジュールは、水に入れた導線にボルタ電池を使って電流を流し、そのときの水の温度上昇を測定するという実験を行った。そしてその結果、電流によって発生する熱量Qは、流した電流Iの2乗と、導体の電気抵抗Rに比例することを発見した。すなわち、
title: アレッサンドロ・ボルタ
text: 1776年から1777年にかけ、沼に発生する発火性のガス(現在のメタン)が水素とは異なる物質であることを発見。密閉容器にメタンを入れ、電気火花で燃焼させる実験を行った。また、今日では静電容量と呼ばれているものを研究して電位(V)と電荷(Q)を分けて研究する手段を確立し、それらが比例することを発見した。この業績から、後に電位差の単位がボルトと名付けられることになった。
title: 磁気抵抗
text: 磁気抵抗(じきていこう;英 magnetic reluctance または magnetic resistance)は、磁気回路における磁束の流れにくさを表す度合いで、起磁力を磁束で割った値で表される。電気回路における電流の流れにくさを表す電気抵抗(electrical resistance)に対応するもの(アナロジー)である。
title: ワット
text: の式を使えばよい。たとえば、200 W(ワット)を消費するテレビ受像機に流れる電流は、それを100 V(ボルト)で割ることで、2 A(アンペア)の電流が流れるとわかる。ただし、上記は力率=100%と仮定した場合であり、コイルやコンデンサの力率を考慮すると、以下の式になる。しかし家庭用電気器具には、力率や電流の表示がないものがほとんどである。
title: 静電気学
text: 1832年にマイケル・ファラデーが電気の正体についての実験結果を公表する以前には、物理学者は静電気は他の充電とは何らかの点で異なるものだと考えていた。マイケル・ファラデーは磁石による誘導電流、電池によるボルタ電気(ボルタ電池による二種類の金属と電解液の反応で生じる直流電流)、そして静電気がどれも同じものであることを証明した。
title: 電流戦争
text: 交流送電の長所は、変圧器によって容易に電圧を変えられることである。電力は電圧と電流の積によってあらわされる(電圧を V、電流を I、電力を P として、P=VI)。高い電圧を送電線で使用することにより、同じ電力を送るときに電流を相対的に低い値で抑えることができる。金属電線には必ず電気抵抗があるので、送電時に一部の電力はジュール熱として失われる。変圧器で高い電圧に変えてから送電することで、電流を相対的に減らし、この送電損失を減らすことができる(送電線の電気抵抗Rとして、送電損失 P'=R・I、即ち電圧を10倍にすれば電流 I=P/V は10分の1、損失は100分の1)。現在は100万ボルト級の電圧が使用されている。
title: ジュールの法則
text: 抵抗回路においてエネルギー保存の法則と電位を考慮すると、ジュールの第一法則とオームの法則は同等であり互いに他を導くことができる。このことはジェームズ・クラーク・マクスウェルによって1881年に、マスカールによって1883年に、オリヴァー・ヘヴィサイドによって1894年に説明された。ただしジュールの法則とオームの法則は独立に実験によって発見され、発見時にはエネルギー保存則と電位の研究は十分発達していなかった。
title: オームの法則
text: となる。比例係数 R は導体の材質、形状、温度などによって定まり、電気抵抗(electric resistance)あるいは単に抵抗(resistance)と呼ばれる。
title: 内部抵抗
text: 極端な例として、2点間の抵抗が無限大である場合として、電池の端子間の開放電圧を測る場合を考えよう。この場合、電池の内部抵抗(出力インピーダンス)と、電圧計の内部抵抗(入力インピーダンス)が直列に接続され、端子間の電圧は、電池の起電力をその比で抵抗分圧した値となる。電池の内部抵抗が電圧計の内部抵抗に対して十分小さい場合には、測定値は電池の起電力とほぼ等しいが、電池の出力抵抗が電圧計の内部抵抗と同程度の値となる場合、測定値は起電力よりも明らかに低い値となる。電池の内部抵抗と電圧計の内部抵抗が等しい場合で、電圧計の表示は起電力の半分を示す。一般の場合には、測定したい2点間の抵抗が無限大ではない場合が多いので、計算はさらに複雑になるが、抑えておかなければならないのは、測定したい2点間の抵抗値と測定点から見た電源の出力インピーダンスである。
title: 電気抵抗
text: 回路に交流電流が流れる場合、それを妨げるのは電気抵抗だけでなく、電流の変化によって生じる電磁場も電流が流れるのを妨げようとする。これをリアクタンスと呼ぶ。リアクタンスと電気抵抗の影響を1つにまとめたのがインピーダンスである。
title: ファラデーの電気分解の法則
text: ファラデーの電気分解の法則(ファラデーのでんきぶんかいのほうそく、英語: Faraday's laws of electrolysis)とは、1833年にマイケル・ファラデーが発見した、電解質溶液中の電気分解に関する法則である。第一法則と第二法則がある。電気分解は電子の授受によって引き起こされる現象であるから、電解を行ったとき、各電極で発生または析出する物質の量は、電子の授受に関係したイオンの価数および、電解に使われた電気量、つまり、電子の物質量に関係しているはずである。電子の存在が明らかでなかった1833年、ファラデー(イギリス)は、電気分解における物質の変化量と電気量(通じた電流の強さと時間の積)との間に、以下の関係が成り立つことを実験的に見いだした。これをファラデーの電気分解の法則という。
title: 過渡現象
text: 過渡現象解析の基本は、キルヒホッフの法則により電圧あるいは電流(電荷)に関する微分方程式を作り、一般解を求め、さらに初期条件から定数を決定することである。
title: 直流
text: 直流(ちょくりゅう、Direct Current, DC)は、時間によって大きさが変化しても流れる方向(正負)が変化しない「直流電流」のことである。同様に、時間によって方向が変化しない電圧を直流電圧という。狭義には、方向だけでなく大きさも変化しない電流、電圧のことを指し、流れる方向が一定で、電流・電圧の大きさが変化するもの(右図の下2つ)は脈流(pulsating current)という。直流と異なり、周期的に方向が変化する電流を交流という。
title: 電流密度
text: である。ここに比例定数 σ は電気伝導率 あるいは導電率(conductivity)といい、単位は S/m である。電気伝導率の逆数 ρ=1/σ (Ω・m) を抵抗率(resistivity)あるいは固有抵抗(specific resistance)という。
title: ウィリアム・トムソン
text: 1849年から10年間、トムソンはファラデーが発見した常磁性と反磁性、およびその理論を一般化するための研究を行った。ここで透磁率と磁気感受率という概念を導入し、磁石のもつ全エネルギーを表す式を導いた。電気においては、電流の流れる回路のもつエネルギーを表す式を得て、1853年に振動回路の理論を発展させた。これは1857年に実験で確かめられ、後にヘルツによって電波を発生させるのに使われた。
title: オームの法則
text: 電流の単位にアンペア(記号:〔A〕)を、電位差の単位にボルト(記号:〔V〕)を用いたときの電気抵抗の単位はオーム(記号:〔Ω〕)が用いられる。また、コンダクタンスの単位はジーメンス(記号:〔S〕)が用いられる。
title: コンダクタンス
text: 物体のコンダクタンス G は、それに流れる電流 I とそこに印加される電圧 V の比で表される。
title: 熱伝達率
text: 熱伝達率 (ねつでんたつりつ、英: Heat transfer coefficient)または熱伝達係数とは、伝熱において、壁と空気、壁と水といった2種類の物資間での熱エネルギーの伝え易さを表す値で、単位面積、単位時間、単位温度差あたりの伝熱量(すなわち単位温度差あたりの熱流束密度)である。アイザック・ニュートンが1701年に発表したニュートンの冷却法則を根拠としている。単位はW/(m K)、記号にはh の他、αが使われることも多い。熱伝達率は流体の速度によっても大きく異なる。
title: ジェームズ・プレスコット・ジュール
text: ジュールがはじめに取り組んだのはボルタ電池を使った電動機(モータ)の実験であった。ジュールは、電動機で使用する電磁石の引力は、電流の2乗に比例することを発見した。一方で、ボルタ電池に必要なエネルギーは電流に比例するので、ボルタ電池を使用して大きな電流を流せば効率の良い動力が作り出せると考えた。しかし、結果的には、ボルタ電池で電流を発生させるには、亜鉛などの物質が消費されてしまうため、動力の効率としては、当時存在していた蒸気機関を超えられないことが明らかになった。
title: マイケル・ファラデー
text: 静電容量のSI単位「ファラド (F)」はファラデーにちなんでいる。また、1モルの電子の電荷に相当するファラデー定数にも名を残している。ファラデーの電磁誘導の法則は、磁束の変化の割合と誘導起電力は比例するという法則である。
title: オーム
text: オーム(英: ohm)は、インピーダンスや電気抵抗(レジスタンス)、リアクタンスの単位である。国際単位系 (SI) における組立単位のひとつである。
title: リアクタンス
text: リアクタンス(英: reactance)とは、交流回路のインダクタ(コイル)やキャパシタ(コンデンサ)における電圧と電流の比である。 複素インピーダンスの虚部に相当する。
title: 透磁率
text: 透磁率(とうじりつ、英語: permeability)または導磁率(どうじりつ)は、磁場(磁界)の強さ H と磁束密度 B との間の関係を B = μH で表した時の比例定数 μ である。単位は H/m (ヘンリー毎メートル)、あるいは N/A (ニュートン毎平方アンペア)。
title: ボルタンメトリー
text: 多くの化学反応は、電子のやり取りを伴う酸化還元反応であり、電圧を印加して反応を進行させることができる。電位を反応の駆動力とすれば、反応速度は電流値で見ることができる。物質の種類によって反応する電位が異なるので、その電位は反応物質の定性分析に利用できるだけではなく、電流は反応物質の濃度に比例するので定量分析も行える。また電極表面における化学反応の過程の解析などに用いられる。得られる電流-電位曲線のことをボルタモグラムという。
title: オーム
text: 複素数で表されるインピーダンスは電気抵抗を一般化したものである。その実数部は電気抵抗であり、虚数部はリアクタンスである。一貫性のために、インピーダンス、リアクタンスは電気抵抗と同じオームの単位を用いる。
title: 電気抵抗
text: ここで、 l {\\displaystyle \\ell } はその物体の長さ(単位はメートル)、A は断面積(単位は平方メートル)、ρは材質によって決まる電気抵抗率(単位はオーム・メートル (Ωm))である。電気抵抗率はその材料の電流の流れ難さを示す値である。直流の場合、コンダクタンスは電気抵抗の逆数となる。