「電流・電圧・抵抗の計算問題が苦手…」
「オームの法則の公式は覚えたけど、電力や電力量になると混乱する…」
中2理科でつまずきやすいのが、電気の計算問題です。
公式がたくさん出てくるうえに、A(アンペア)やV(ボルト)だけでなく、W(ワット)やJ(ジュール)など、ややこしくて嫌になってしまいますよね。
そこで、現役教師である私が、徹底的に分かりやすく解説します。
基本や練習問題をとおして、やさしく解説します。
電気の計算は、解くコツさえ分かれば、今日からあなたの「得意分野」に変わります。
【絶対に覚えたい】オームの法則V=I×R
電気分野の計算の第一歩にして、最も重要となるのがオームの法則です。
たくさんの例題をとおして、完全攻略を目指しましょう。
オームの法則のキホン公式|V=I×R
オームの法則とは、抵抗器に流れる電流の大きさは、加えた電圧の大きさに比例するという関係です。
電圧(電流を流そうとする力)が2倍、 3倍になると、流れる電流も2倍、 3倍になるということです。
【オームの法則の公式】
- 電圧V[V] = 電流I[A] × 抵抗R[Ω]
- 電流I[A] = 電圧V[V] ÷ 抵抗R[Ω]
- 抵抗R[Ω] = 電圧V[V] ÷ 電流I[A]
1Vの電圧を加えたときに1Aの電流が流れる電気抵抗の大きさが1Ωとなります。
【例題で演習】オームの法則コツ3選
オームの法則を使ううえで計算ミスを防ぐための3つのコツをお伝えします。
【オームの法則活用法-3つのコツ-】
- 単位をA(アンペア)に統一
- 2つの情報から残りの1つを求める
- 回路にV・I・Rを書きこむ
オームの法則と、上記3つのコツを頭に入れて、次の例題にチャレンジしましょう。
【例題 1】
3Vの電圧を加えると300mAの電流が流れる抵抗器の抵抗は何Ω?
【考え方】
- 単位を直す: 300mA = 0.3A
- 公式を使用: V=3V,I=0.3Aを、R = V ÷ Iに代入
- 計算: R = 3V ÷ 0.3A = 10 Ω
【答え】10 Ω
【例題 2】
抵抗が5Ωの抵抗器に2Aの電流を流すには、何Vの電圧を加える必要がある?
【考え方】
- 単位を確認: 2AだからOK
- 公式を使用: R=5Ω,I=2Aを、V = I × Rに代入
- 計算: V = 2A × 5Ω = 10 V
【答え】10 V
【オームの法則の応用】直列回路と並列回路
オームの法則を使うときに最もつまずきやすいのが、直列回路と並列回路のルールの違いです。
ルールが真逆なので混乱しやすいですが、ゴロ合わせ『直流(ちょくりゅう)-並圧(へいあつ)』を覚えておくとよいでしょう。
- 直列回路は、電流が等しい
- 並列回路は、電圧が等しい
直列と並列のルールの違いは、他にもあります。
この章では、たくさんの図解で徹底的に分かりやすく解説します。
直列回路の3つの決まり
直列回路は、電流の通り道が枝分かれせず、1本の道すじだけの回路です。
ぐるっと一周できる直列回路には、次の3つの決まりがあります。
【直列回路】3つの決まり
- 電流(I)はどこでも同じ
I = I₁ = I₂ - 電圧(V)はたし算
V = V₁ + V₂ - 抵抗(R)はたし算
R = R₁ + R₂
「直列回路は電流が同じ」という意味のゴロ合わせ『直流(チョクリュウ)』で覚えるとよいでしょう。
直列回路の3つのルールと、オームの法則(V=I×R)を組み合わせれば、直列回路のすべての値を求めることができます。
並列回路の3つの決まり
並列回路は、電流が通る道すじが枝分かれしている回路です。
2手に分かれる並列回路には、次の3つの決まりがあります。
【並列回路】3つの決まり
- 電流(V)はたし算
I = I₁ + I₂ - 電圧(V)はどこでも同じ
V = V₁ = V₂ - 抵抗(R)は逆数のたし算
1/R = 1/R₁ + 1/R₂
並列回路の決まりの注意ポイントは、電流と電圧のルーツが直列と並列で真逆になっていることです。
「並列回路では電圧が同じ」という意味のゴロ合わせ『並圧(ヘイアツ)』で覚えましょう。
抵抗についても、特別な求め方をするため、注意が必要です。
- 合成抵抗は、逆数の和によって求められる
- 合成抵抗は、全体の電流(I)と電源の電圧(V)を求めてから、オームの法則(R=V÷I)で計算する方が確実
上記のルールと、オームの法則(V=I×R)を組み合わせれば、並列回路のすべての値を求めることができます。
【例題で演習】回路とオームの法則
回路の問題を解くコツとしては、回路の各点にV・I・Rを書きこむことです。
一つひとつ「見える化」することで、問題をハッキリさせることができますよ。
【例題 3】
下図の回路について、次の問いに答えましょう。
【例題 3-1】抵抗器アに流れる電流は何A?
【考え方】
- 電流計の電流=0.4A
- 直列回路の決まり①(電流はどこでも同じ)より、電流計の電流=抵抗器アの電流
【答え】0.4 A
【例題 3-2】抵抗器アの電気抵抗は何Ω?
【考え方】
まず、下図のように回路図にV・I・Rの明らかになっているデータを書きこむのがコツです。
- 電圧計より抵抗器アの電圧=2V、例題3-1より抵抗器アの電流=0.4A
- オームの法則(R=V÷I)を使う
- 2V ÷ 0.4A = 5Ω
【答え】5 Ω
【例題 3-2】抵抗器イにかかる電圧は何V?
【考え方】
- 抵抗器イ=10Ω
- 直列回路の決まり①(電流はどこでも同じ)より、電流計の電流=抵抗器イの電流=0.4A
- オームの法則(V=I×R)を使う
- 0.4A × 10Ω = 4V
【答え】4V
【例題 3-3】電源の電圧は何V?
【考え方】
- 直列回路の決まり②(電圧はたし算)より、電源の電圧=アの電圧 + イの電圧
- 2V + 4V = 6V
【答え】6V
【例題 3-4】回路全体の抵抗である合成抵抗は何Ω?
【考え方】
- 直列回路の決まり③(抵抗はたし算)より、全体の抵抗=アの抵抗 + イの抵抗
- 5Ω + 10Ω = 15Ω
【答え】15Ω
別の解き方として、電源の電圧6Vと回路に流れる電流0.4Aからオームの法則(R=V÷I)を使う方法もあります。
【式】6V÷0.4A=15Ω 【答え】15Ω
【例題 4】
下図の回路について、次の問いに答えましょう。
【例題 4-1】抵抗器アと抵抗器イにかかる電圧はそれぞれ何V?
【考え方】
並列回路の決まり②(電圧はどこでも同じ)より、電源の電圧=アの電圧 = イの電圧となります。
【答え】抵抗器ア;6V 、抵抗器イ;6V
【例題 4-2】抵抗器アと抵抗器イに流れる電流はそれぞれ何A?
【考え方】
- オームの法則(I = V ÷ R)を使う
- アの電流:6V ÷ 20Ω = 0.3A
イの電流:6V ÷ 30Ω = 0.2A
【答え】抵抗器ア;0.3A 、抵抗器イ;0.2A
【例題 4-3】回路全体を流れる電流は何A?
【考え方】
- 並列回路の決まり①(電流はたし算)より、全体の電流=アの電流+イの電流
- 0.3A + 0.2A = 0.5A
【答え】0.5A
【例題 4-4】回路全体の抵抗は何Ω?
【考え方】
並列回路の全体の抵抗には、オームの法則を用いて「全体の抵抗=全体の電圧÷全体の電流」で求めるとよいでしょう。
並列回路の決まり③(抵抗は逆数のたし算)より、1/R = 1/R₁ + 1/R₂で求めることができますが、計算が難しいため、注意が必要です。
- オームの法則「全体の抵抗=全体の電圧÷全体の電流」より、
- 6V ÷ 0.5A = 12Ω
【答え】12Ω
電力ワットW|電力=電圧×電流
オームの法則と回路の計算に加えて、この章では電力(W)について解説します。
電子レンジの「500W」や「600W」という表示を見たことはありませんか?
このW(ワット)こそが、電気のパワー(能力)を表しています。
電力のキホン公式|P=V×I
電力(P)とは「一定時間に電流がはたらく能力」を表す量です。
かんたんに言うと「1秒間に電気がどれだけ働くか」を表しています。
- 電力が大きいほど、電球は明るく光り、電子レンジはより熱くなる
- W(ワット)が大きい=パワー(性能)が強い
【電力のポイント】
- 意味:1秒間に消費する電気エネルギーの量
- 記号:P(Power)
- 単位:W(ワット)
- 公式:電力P[W] = 電圧V[V] × 電流I [A]
【豆知識】ちなみに「ワット」という単位名は、産業革命の父と呼ばれるイギリスの発明家、ジェームズ・ワット(James Watt)にちなんで名付けられました。
【例題で演習】ワットの計算のコツ
電力の計算では、次の2つのコツを守ればミスを防げます。
【電力公式を使いこなすコツ】
- 単位は必ずA(アンペア)を使う
※1000mA = 1A - 分からない数字は、先にオームの法則で求めておく
上記のコツを頭に入れて、例題を解いてみましょう。
【例題 5】
電圧100Vの電源につないだとき、9000mAの電流が流れるストーブの電力は何W?
【考え方】
- 単位を確認する。電流の単位はAにする。
9000mA=9A - 電力公式(電力P = 電圧V × 電流I)より
100V × 9A = 900W
【答え】900W
【例題 6】
電気抵抗2Ωの電熱線に電圧6Vを加えると、電力は何W?
【考え方】
- まず電流を求める。オームの法則(I = V ÷ R)より、6V ÷ 2Ω = 3A
- 電力公式(電力P = 電圧V × 電流I)より
6V × 3A = 18W
【答え】18W
消費電力とは|電気器具の「能力」
テストや説明書では「消費電力」という言葉が使われますが、意味は電力と同じです。
消費電力は電気器具のはたらき(能力)を示す値だと考えましょう。
- 消費電力が大きい…よくはたらく(明るい、熱い)、電気代が高い
- 消費電力が小さい…はたらきが控えめ、電気代は安い
ドライヤーなどの裏面に[ 100V 1000W ]と書かれていることがあります。これは「100Vの電圧で使用したときに、最大で1000Wの電力を消費する」という意味です。
【消費電力の公式】
- 消費電力P[W] = 電圧V[V] × 電流I[A]
※消費電力の公式は電力公式と全く同じ
【例題で演習】消費電力の計算のコツ
消費電力の計算では、次のコツを意識しましょう。
【消費電力計算のコツ】
- 消費電力は電力と同じ。[ 100V 1000W ]の表示に電力公式をあてはめる
- 複数の器具を使う場合:
全体の消費電力 = 各器具の消費電力のたし算
上記のコツを活用して、例題を解いてみましょう。
【例題 7】
消費電力[ 110V 1210W ]のドライヤーに電圧110 Vを加えたときの電流は何A?
【考え方】
- 電力公式(P = V × I)を変形した、I = P ÷ Vを使う
- 1210W ÷ 110V = 11A
【答え】11A
【例題 8】
消費電力200Wの器具と800Wの器具を、同時につかうとき、全体の消費電力は何W?
【考え方】
全体の消費電力 = 各器具の消費電力のたし算だから、200W + 800W = 1000W
【答え】1000W
【公式】電気エネルギーと電力量・発熱量の計算
この章では、主に電力量(電気エネルギー)について解説します。
ただでさえ計算が難しいのに「電力」と一文字違いのよく似た「電力量」という言葉が出てきて、さらに理解をややこしくしてきますよね。
- 電力(W):1秒間あたりのパワー(器具の性能)
- 電力量(J):実際に使った電気の量(時間で決まる電気代)
上記のイメージを持って、電気計算の総仕上げに入りましょう。
電気エネルギー(J)とは
電気エネルギーとは、電流がもつ能力のことです。
電気は、光らせたり、回したり、熱くしたりと、様々な形に姿を変えることができます。
- 光エネルギー:豆電球を光らせる
- 運動エネルギー:モーターを回す
- 熱エネルギー:電熱線で熱を発生させる
「~することができる」というエネルギー(能力)の量を表す単位として、J(ジュール)を使います。
ジュールは、中3で習う「仕事」の単位と同じです
電気エネルギーは「電気がどれだけ仕事をしたか」を表す量だと言えます。
電力量(J,Wh)のキホン公式|J=W×s
電力量とは「電流によって消費した電気エネルギーの量」のことです。
電力量の単位は、主にJ(ジュール)とWh(ワット時)の2種類があり、時間の単位によって使い分けます。
【電力量のジュール公式】
- 電力量[J] = 電力[W] × 時間[s]
- 時間は必ず秒(s)を使う
ジュール=ワット×s(秒)のゴロ合わせ「ジュワッス」と覚えてもいいでしょう。
【電力量のワット時公式】
- 電力量[Wh] = 電力[W] × 時間[h]
- 時間は必ず時間(h)を使う
※1000Wh = 1kWh(キロワット時)
【例題で演習】J,Whの計算のコツ
電力量の計算問題をミスなく解くために、次の2つのコツを常に意識しましょう。
【J,Whの計算のコツ】
- 「電力」なのか「電力量」なのか、問題文をしっかり読む
- 「分」を「秒」か「時間」に変換する
上記のコツを使って、例題にチャレンジしましょう。
【例題 9】
電力2Wを1時間使ったときの電力量は何J?
また、何Wh?
【考え方】
まずはJ(ジュール)を求めます。
- 時間を「秒」に直す。
1時間 = 60分 = 3600秒 - ジュール公式(J = W × s)より
2W × 3600s = 7200J
次にWh(ワット時)を求めます。時間は「時間(h)」のままでOKです。
ワット時公式より、電力[W] × 時間[h] = 2W × 1h = 2Wh
【答え】7200J、2Wh
【例題 10】
50Wの器具を20分間使ったときの電力量は何J?
【考え方】
- ジュールの計算では時間を「秒」に直す。
20分 = 20 × 60秒 = 1200秒 - ジュール公式(J = W × s)より、
50W × 1200s = 60000J
【答え】60000J
【例題 11】
600Wのエアコンを12時間使ったときの電力量は何kWh?
【考え方】
- ワット時公式(W = W × h)より
600W × 12h = 7200Wh - kWhに変換する。
1000Wh = 1kWhより、
7200Wh ÷ 1000 = 7.2kWh
【答え】7.2kWh
【例題 12】
400Wの器具を使い、72000J消費するには何分かかる?
【考え方】
- ジュール公式(J = W × s)を変形する。
時間(s)= J ÷ Wより、
72000J ÷ 400W = 180秒 - 「秒」を「分」に直す。
1分 = 60秒だから、
180秒 ÷ 60 = 3分
【答え】3分
電流による発熱量のキホン公式|J=W×s
電熱線に電流を流すと、熱が発生します。
熱とは「物体の温度を変化させる原因となるもの」を指します。その量を熱量または発熱量といいます。
中学校の理科では「消費した電気エネルギー(電力量)は、すべて熱エネルギー(発熱量)に変わる」と考えます。
つまり、発熱量の公式は電力量と全く同じなのです。
【発熱量の公式】
- 発熱量 [J] = 電力 [W] × 時間 [s]
「熱量」を問われたら、「電力量(ジュール)」と同じ計算をすればOK
【例題で演習】電熱線の発熱量のコツ
電熱線の問題では、次の4ステップにそって丁寧に計算を進めることがコツです。
【電熱線の問題を解く4step】
- 単位の確認と変換:
ジュールの計算では「秒」を使う - 電流・電圧を求める:
オームの法則(V=I×R)を使う - 電力を求める:
電力公式(P=V×I)を使う - 発熱量を求める:
ジュール公式(J=W×s)を使う
例題を解いてみましょう。
【例題 13】
2Ωの電熱線に電圧8Vを加えた。
このとき、5分間で発生する熱量は何J?
【考え方】
- 「秒」になおす(1分 = 60s)
→ 5分 = 300秒 - 電流を求める(I = V ÷ R)
→ 電流 I = 8V ÷ 2Ω = 4A
- 電力を求める(P = V × I)
→ 8V × 4A = 32W - 熱量を求める(J = W × s)
→ 32W × 300s = 9600J
【答え】9600J
FAQ|電気公式・計算についてのよくある質問
Q1.オームの法則でよく計算ミスするが、いい方法はある?
A.計算ミスを防ぐための方法は「単位の統一」と「見える化」です。
オームの法則のテントウムシをかいておくだけでもミスが減ります。
step1.単位を先に統一
問題を解き始める前に、公式を使うための単位に直しましょう。
- 電流の単位は必ずアンペア(A)
1000mA = 1A - 時間の単位はジュールなら秒(s)、ワット時なら時間(h)。
1h = 60分 = 3600s
step2.図に書きこむ
直列回路や並列回路では、分かっているV・I・Rの値を上図のように回路図にすべて書きこみましょう。
この「テントウムシの整理術」を使えば、情報が2つそろっている場所から順に計算を始められ、必ず解けます。
Q2. 電力と電力量の違いって何?
A.電力(ワット)は性能、電力量(ジュール)は使った時間の分増える使用量です。
電力と電力量のちがいをざっくりまとめると、下図のとおりです。
電力ワット(W):器具が持っている能力(パワー)
電子レンジの「600W」が瞬間的に発揮する能力が「500W」より大きいように、電力は「1秒間にどれだけ電気がはたらくか」を表しています。ワットは性能だと考えるとよいでしょう。
電力量ジュール(J)またはワット時(Wh):電力を「どれだけの時間使ったか」という「使った電気の総量」
電力量は電気を使った時間を反映しているため、電気代の計算に使われます。
※電気代に使われるのは、時間の単位が時間(h)のキロワット時(kWh)です。
Q3.並列回路の合成抵抗を求める「逆数の和」の計算がよく分からない
A.「逆数の和の計算(1/R = 1/R₁ + 1/R₂)」を無理に行わず、オームの法則を合成抵抗に用いる方が確実です。
確実に合成抵抗を求めるための鉄則は、次の手順です。
- 枝分かれの電流を求める:
並列回路は電圧Vがどこも同じなので、先に各抵抗器の枝分かれの電流I₁、I₂をオームの法則I = V ÷ Rで計算する - 全体電流を求める:
求めた枝分かれの電流をすべてたして、回路全体の電流Iを計算する - オームの法則で合成抵抗を求める:
全体の抵抗(合成抵抗)Rを合成抵抗R=全体電圧V ÷ 全体電流Iで計算する
この方法が、計算ミスが最も少なく確実です。
Q4. 発熱量と電力量は、なぜどちらも同じ公式、同じ単位(ジュール)なの?
A.J(ジュール)は「エネルギー」の単位だからです。
- 電力量:電流が消費した電気エネルギーの量。
- 発熱量:電熱線から発生した熱エネルギーの量。
電気エネルギーも熱エネルギーも、すべてエネルギーの一種です。
すべてのエネルギーの量を表す共通の単位として、J(ジュール)が使われます。
中学校の理科では「消費した電気エネルギーは、すべて熱エネルギーに変わる」と考えるため、電力量も発熱量も同じ計算公式になるのです。
- J = W × s
電力量も発熱量も「電力P×時間t」で求めることができます。
Q5. 電熱線と抵抗器は同じもの?電熱線と抵抗の関係がイマイチ分からない…
- 電熱線と抵抗器は「物理的な本質は同じ」ですが、目的が異なるものです。
本質:
- 電熱線も抵抗器も、電流を流しにくい性質(抵抗)を持つ部品
- 計算はどちらもオームの法則(V = I × R)を用いる
目的の違い:
- 電熱線:抵抗を利用し、熱(発熱量)を出すことが目的
- 抵抗器:抵抗を利用し、回路の電流の大きさを調整することが主な目的
電熱線は、抵抗器のなかでも熱を積極的に利用するタイプだと考えるとよいでしょう。
【まとめノート公開】電気公式の計算
この記事では、中学理科の電気計算の全公式を解説しました。
たくさんの公式や決まりが出ているため、整理して見直しましょう。
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電気公式のうち、絶対に理解してほしい3つの公式があります。
【絶対に忘れてはいけない3大公式】
- オームの法則:
ボルト(V) = アンペア(A) × オーム(Ω) - 電力公式:
ワット(W) = ボルト(V) × アンペア(A) - 電力量(発熱量)公式:
ジュール(J) = ワット(W) × 秒(s)
電気の計算では、次の「三大鉄則」を頭に入れておいてください。
【電気計算-3つの鉄則-】
- 【テントウムシで V・I・R を整理!】
問題を解く前に、回路図に情報をすべて書き込む。情報が2つ揃っている場所から順に計算を始めましょう - 【mAはAに統一!】
オームの法則では「A」、ジュールの計算では「秒」を使いましょう - 【発熱量と電力量は時間の単位で全てが決まる!】
・「J」を求めるときは、秒(s)
・「Wh」を求めるときは、時間(h)
・1時間 = 60分 = 3600秒
電気分野は、一度読んだだけではなかなか定着しません。
何回もこの記事を読み直し「なぜそうなるのか」という理由まで含めて完全な理解を目指しましょう。
この記事で学習したすべての公式と鉄則をまとめた「まとめノート」を作成しました。
画像を保存して、テスト前や問題演習の前に最終チェックとしてご活用ください↓
オームの法則まとめ↓
電力まとめ↓
消費電力まとめ↓
電力量まとめ↓
発熱量まとめ↓
電流・電圧・抵抗の基本ルールに不安がある場合は、ぜひこちらの記事を参考に復習してくださいね↓






