電流と抵抗④（ホイートストン・ブリッジと非オーム抵抗）
１．問題（ホイートストン・ブリッジ）
前回はキルヒホッフの法則を学習しました。今回はその法則を利用していろいろな回路を見ていきます。
まずはホイートストン・ブリッジです。まずは問題を解いてみましょう。
まず検流計とは，敏感な電流計のことです。電流計や電圧計は通常左端に０点がありますが， 検流計は中心に０点があり，電流が右向きに流れると右に振れ，左に流れると左に振れることで， 「電流が流れているかどうか測定する器具」です。
このように３つの抵抗値がわかっているとき，ホイートストン・ブリッジを組むと， 未知抵抗がいくらか測定ができます。
しかし実際には満ちて以降を測定するために，このような回路は組みません。 それよりも次の回路を使います。
２．問題（メートル・ブリッジ）
fd間は，木の箱に１ｍの導線と１ｍ定規が付けられている装置です。
この回路を使えば１つわかっている抵抗があれば十分で， 未知抵抗の測定ができます。そして抵抗は長さに比例するので，ホイートストン・ブリッジの 式に代入して，抵抗の比は長さの比になることがわかります。
３．非オーム抵抗
オームの法則は中学でも実験をやったと思いますが，
抵抗の両端の電圧を変えていくと，電流が変化していきます。
このグラフは正比例になり，傾きの逆数が抵抗になります。
ところがこの豆電球で同じ実験をすると，同じような結果にはなりません。
次のグラフのように電圧を上げていっても思うよう電流が増えれば電流は上がらなくなっていきます。
このように「電球はオームの法則に従わない！？」。
このように電流と電圧の関係が正比例の関係にならない抵抗を「非オーム抵抗」
もしくは「非線形抵抗」といいます。
典型的な非オーム抵抗は，電球など熱を多く発生するものとダイオードです。
オームの法則の再考
オームの法則は何を表しているのか。どの金属でも抵抗の温度依存性はあるわけで，
その意味では抵抗を流れる電流と電圧が正比例になる物質はない。
つまりオームの法則は成り立たない。
①それを近似的な範囲で成り立つと考えるのがオームの法則なのでしょうか？
②それともR＝V/Iということなのか？つまり電気抵抗値は電圧を電流で割ったものであると考えるだけなのか？
たぶん①でいいのでしょう。実験をして測定するには電流値を動かして求めるはずです。
オームの法則は実験式であり，抵抗の定義式ではないはず。
電球のような特性曲線になる理由
これは実際には簡単な問題ではないはずです（私自身理解していない）が， 高校段階では次のように説明されます。
抵抗を流れる電流が大きくなると， それだけ自由電子と陽イオンの衝突回数が増えます。 自由電子の運動エネルギーが衝突の際に陽イオンの振動エネルギーに変化するので， 衝突回数が増えると陽イオンの熱振動が激しくなります。 原子分子の熱振動の激しさを温度というので，つまり温度が高くなります。 熱振動が激しくなると自由電子の運動を妨げるので， つまりは抵抗が大きくなる。
実際に解いてみましょう。
解答です。
グラフとの交点を求めるということは２つの方程式の解をみつけるということに他なりません。
次回は電流計と電圧計。
授業を終えて。。。
今日の内容は理解度が高かったと思う。しかしオームの定義をもう一度はっきりさせよう。
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