オームの法則は「公式円」で攻略!V=RIで電験計算の9割が片付く
電験三種「理論」科目のすべての計算問題の出発点『オームの法則』を完全図解。電圧V・電流I・抵抗Rの3つの関係を、暗記フレーズ V=RI と公式円ルールで一発整理。求めたい量を指で隠すだけで、掛け算か割り算かが瞬時に判別できる裏ワザを解説します。
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この記事で身につくこと
電験三種・理論科目の すべての計算問題の出発点 が、このオームの法則です。 回路がどんなに複雑に見えても、最終的には V=RI の組み合わせ で解けます。逆にここがあやふやだと、何時間勉強しても点になりません。
読み終わるころには、
- V・I・R の 記号と単位 をペアで即答できる
- 「電流は電圧に比例、抵抗に反比例」という 本質 を説明できる
- 公式円ルール で V・I・R の式変形を一瞬で行える
- 試験本番で 式変形に時間を使わない ようになる
ようになります。
暗記フレーズ:電圧=電流かける抵抗
V = R × I(電圧=抵抗 × 電流)
たったこの1行。 オームの法則は、3つの量の関係をこの1式で全表現 できる、究極にシンプルな法則です。何があっても、まずこの1式だけは絶対に覚えてください。
V・I・R|記号と単位はペアで覚える
オームの法則を扱う前に、登場人物の整理を。
| 量 | 英語名 | 記号 | 単位 |
|---|---|---|---|
| 電圧 | Voltage | V | V(ボルト) |
| 電流 | Current | I | A(アンペア) |
| 抵抗 | Resistance | R | Ω(オーム) |
記号と単位を取り違えると、計算がすべてズレます。「それぞれの英単語の頭文字」 と覚えておくと忘れにくいです(※電流だけ Current の C ではなく I なので注意)。
イメージで掴む:電圧は「押す力」、抵抗は「妨げる力」
数式の前に、まずは感覚を。
- 電圧 V:電流を送り出す力。水道の「水圧」のようなもの。
- 抵抗 R:電流の流れを妨げるゲート。配管を細くするイメージ。
- 電流 I:その結果として実際に流れる水(電気)の量。
電圧で押し出し、抵抗で抑える。この 2つのバランスで電流の大きさが決まる、シーソーのような関係です。
ちなみに電流 I の向きは、電線中を 正極(+)から負極(−)へ 流れます(電子の流れとは逆向き)。試験では地味に問われるので押さえておきましょう。
関係性のコア:電流は電圧に比例、抵抗に反比例
オームの法則の 本質 はここに集約されます。
電流 I は、電圧 V に比例し、抵抗 R に反比例する
- 電圧 V を 2 倍にすれば、電流 I も 2 倍になる
- 抵抗 R を 2 倍にすれば、電流 I は 1/2 になる
「電圧と電流は仲良し、抵抗は邪魔者」と覚えると感覚的に入ってきます。 この関係を1つの式にまとめたのが、暗記フレーズの V=RI です。
求めたい量で式が3つに変わる
V=RI を変形すれば、求めたいものに応じて 3 つの式が作れます。
| 求めたい量 | 式 |
|---|---|
| 電圧 V | V = R × I |
| 電流 I | I = V ÷ R |
| 抵抗 R | R = V ÷ I |
「3つも丸暗記するのは大変…」というあなたに、次の 救いの神 を紹介します。
公式円ルール|求めたい量を「指で隠す」だけ
3 つの式を覚える必要はありません。公式円 を1枚描いておけば、試験中はそれを見て判断できます。
┌───┐
│ V │ ← 上に V
├─┬─┤
│ R │ I │ ← 下に R と I を横並び
└─┴─┘
ルールはたった2つ:
- 横並び = 掛け算
- 縦並び = 割り算(上が分子、下が分母)
Vを求める時:上の V を隠す
残るのは R と I が横並び → 横並びなので掛け算 → V = R × I
Iを求める時:右下の I を隠す
残るのは 上の V と左下の R が縦並び → 縦並びなので割り算 → I = V ÷ R
Rを求める時:左下の R を隠す
残るのは 上の V と右下の I が縦並び → 縦並びなので割り算 → R = V ÷ I
→ 試験中に「あれ、どっちで割るんだっけ…」と迷ったら、問題用紙の隅に公式円を描く だけで全パターンを瞬時に出せます。
ミニ補足:電源記号は DC と AC で別物
オームの法則そのものではありませんが、回路図を読むときの 超頻出ポイント。
| 種類 | 記号 | 性質 |
|---|---|---|
| 直流(DC) | まっすぐな線 | 常に 一定の方向 に流れる |
| 交流(AC) | 波線(〜) | 時間とともに 向きと大きさが変わる |
電源記号を読み違えると、その時点で問題はジ・エンドです。「直流=方向一定、交流=時間で変化」と性質ごと一緒に覚えておきましょう。
計算例:3パターンを1分で
例1:電圧を求める
抵抗 5Ω に電流 2A を流したとき、電圧 V は?
公式円で V を隠す → R × I の横並び:
V = R × I = 5 × 2 = 10 [V]
例2:電流を求める
電圧 100V を抵抗 20Ω にかけたとき、電流 I は?
公式円で I を隠す → V / R の縦並び:
I = V ÷ R = 100 ÷ 20 = 5 [A]
例3:抵抗を求める
電圧 12V で電流 4A 流れているとき、抵抗 R は?
公式円で R を隠す → V / I の縦並び:
R = V ÷ I = 12 ÷ 4 = 3 [Ω]
→ どれも公式円を見ながらなら、式変形に1秒もかからない はずです。
単位に注意:標準単位にそろえてから代入
オームの法則は、単位がそろっている前提 で成り立ちます。
| 量 | 標準単位 | 接頭辞の例 |
|---|---|---|
| 電圧 | V | kV(×10³) |
| 電流 | A | mA(×10⁻³)、μA(×10⁻⁶) |
| 抵抗 | Ω | kΩ(×10³)、MΩ(×10⁶) |
代入前に V・A・Ω に揃える習慣を必ずつけてください。 kΩ のまま mA を使ったら答えがズレた、というのは電験あるあるです。
まとめ:オームの法則 完全攻略
- 暗記フレーズは V = R × I(電圧=電流かける抵抗)
- 本質は 「電流は電圧に比例、抵抗に反比例」
- 求めたい量で式は3つに変わる:V=RI / I=V÷R / R=V÷I
- 公式円 を描けば、隠すだけで掛け算か割り算かが瞬時に判別できる
- 電源記号(DC/AC)と単位の揃え方も合わせて押さえる
| 求めたい量 | 公式 | 公式円のルール |
|---|---|---|
| 電圧 V | V = R × I | R と I が横並び → 掛ける |
| 電流 I | I = V ÷ R | V を R で割る(縦並び) |
| 抵抗 R | R = V ÷ I | V を I で割る(縦並び) |
暗記フレーズ:電圧=電流かける抵抗。V = R × I
オームの法則は、電験三種で 使い回す回数No.1の公式。中学理科や電気工事士でも形を変えて出続けます。公式円を頭に入れておけば、もう式変形でつまずきません。
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