4端子法・とは？初心者にも分かる徹底解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

4端子法・とは？

4端子法・とは？抵抗を正しく測るための方法です。電気回路で材料の抵抗を知りたいとき、電極の接触部分の抵抗や導線の抵抗が測定値に混ざってしまうと、正確さが落ちてしまいます。そこで外側の2本の電極は電流を流すだけにして、内側の2本は電圧を測るだけにします。接触抵抗の影響を最小限に抑える工夫をした測定方法が「4端子法」です。

原理のポイントは「電流を流す電極と電圧を測る電極を分ける」ことです。外側の電極で電流 I を決め、内側の電極で間の電圧 V を測定します。材料の抵抗 R は R = V / I という式で求められます。測定機器は高いインピーダンスで接続され、接触抵抗の影響を最小化します。

仕組みと測定原理

4端子法の基本は次のとおりです。外側の2本の電極に一定の電流を流し、内側の2本の電極でその間の電圧を測定します。接触抵抗は外側の電極と材料の界面で分散するため、内側の電圧測定には影響しにくいのです。その結果、測定対象の材料自体の抵抗だけを読み取れるようになります。

測定手順の流れ

1. 試料を清潔な状態に整え、端子を適切に配置します。外側の2本を電流源につなぎ、内側の2本を電圧計につなぎます。

2. 電流を一定に保ちつつ、内側の2点間の電圧 V を読み取ります。

3. 導体の長さ L 等の幾何条件を測定し、断面積 S を確認します。

4. 計算式 R = V / I を用いて抵抗 R を求めます。断面積や長さが既知なら、材質の抵抗率も求められます。

2端子法との違いと表

下の表は 2端子法と 4端子法の違いを簡単に比較したものです。

<th>比較項目

2端子法	4端子法
対象の抵抗	材料の抵抗＋接触抵抗	材料の抵抗だけを読み取りやすい
接触抵抗の影響	大きく影響する	影響を大幅に低減
測定原理	電圧と電流を同時に測る	電圧と電流を分離して測る

この方法は主に半導体・薄膜材料・導電性ガラスなど、薄くて広い面積の試料で使われます。実験室だけでなく教材用のキットでも学習しやすく、初心者にも理解しやすい点が魅力です。

注意点とポイント

正確に測定するには試料の温度を一定に保つこと、端子の配置を丁寧に行うこと、測定機器のキャリブレーションを欠かさないことが大切です。特に温度変化や試料の劣化があると測定値が変動します。

まとめ

4端子法は「外側の電極で電流を流し、内側の電極で電圧を測る」ことで、接触抵抗の影響を受けずに材料の抵抗を把握できる方法です。初心者でも基本を押さえれば、家庭用の教材や学校の実験で活用できます。

4端子法の同意語

四端子法: 試料の抵抗を正確に測るため、測定回路の導線抵抗や端子の接触抵抗の影響を排除する方式。電流を流す端子と電圧を測定する端子をそれぞれ2本ずつ、計4本の端子を用います。
四端子測定法: 4端子法と同義の表現。測定には4本の端子を用い、電流端子と電圧端子を分離して抵抗を測る方法です。
4端子法: 4端子法の表記ゆれ。低抵抗や材料抵抗を正確に測定するため、端子の接触抵抗を排除して測定します。
4端子測定法: 4本の端子を使って電流と電圧を分けて測る測定法。外部の配線抵抗の影響を小さくできます。
4端子式: 4つの端子を用いる測定式・手法のこと。接触抵抗やリード抵抗を測定値から除外する目的で用いられます。
四端子式測定法: 4端子式の測定手段。端子を4つ使い、抵抗を高精度に測定する方法です。
4端子式測定: 4端子式測定法の略表現。4つの端子を用いて測定することで、接触抵抗の影響を軽減します。
ケルビン法: Kelvin法とも呼ばれ、測定対象の抵抗値を正確に求めるために4端子測定を用いる方法。接触抵抗を排除する点が特徴。
ケルビン測定法: ケルビン法の別称。4端子測定を用い、端子間の接触抵抗を除外して抵抗を測ります。

4端子法の対義語・反対語

2端子法: 4端子法の対義語として、測定回路における接触抵抗やリード抵抗の影響を受けやすい従来型の抵抗測定方法。2本の端子だけを使って抵抗を測るため、端子の接触状態やリード長に依存します。
二端子法: 2端子法の別表記。接触抵抗の影響を受けやすい、比較的簡易な抵抗測定手法です。
2線式法: 2線式の抵抗測定。導体の自己抵抗や配線抵抗が測定値に含まれやすく、正確性は4端子法に劣ることが多いです。
二線式測定: 2線式測定の別表記。端子とリードの抵抗が結果に影響します。
2端末測定: 2端末で測定するタイプの方法。4端子に比べて接触抵抗の影響を避けられません。

4端子法の共起語

4端子法: 4端子法と同義。4つの端子を用いて電気抵抗を測定する方法。
四端子法: 同義語。4端子を用いて抵抗を測る測定法。
4端子測定: 4端子を用いた抵抗測定の総称。精密な測定に使われる。
ケルビン法: 別名として使われる抵抗測定法。接触抵抗の影響を抑える高精度な測定法。
ケルビン端子: 4端子法で用いられる、電流用と電圧測定用の端子を分ける端子のこと。
ケルビン接触: 端子と試料の接触部の抵抗の影響を減らす接触方式。
接触抵抗: 電極と試料の接触面で生じる抵抗成分。
端子抵抗: 端子と配線の接触部に生じる抵抗のこと。
抵抗測定: 物体の電気抵抗を測ること。
電気抵抗: 電流に対する抵抗の大きさ。
抵抗率測定: 材料の抵抗率を測定すること。
薄膜抵抗測定: 薄膜状の材料の抵抗を測定すること。
温度依存測定: 温度を変えたときの抵抗の変化を測定すること。
低抵抗測定: 非常に小さな抵抗を高精度で測定する方法。
2端子法: 従来の2端子を用いた抵抗測定法。4端子法と比較される。
測定回路: 抵抗を測るための回路の構成。
導電率: 電気が流れやすい性質を示す量。抵抗率の逆数で表されることが多い。
材料抵抗測定: 材料そのものの電気抵抗を測定すること。
直流測定: 直流を用いて測定する方法。
オームの法則: V=IR の基本法則。測定の基礎となる考え方。

4端子法の関連用語

4端子法: 電流を注入する端子と電圧を測定する端子を分けて使い、接触抵抗の影響を避ける測定法。薄膜や薄片のシート抵抗・抵抗率を正確に求められます。
四端子法: 4端子法と同義。4つの端子を用いる抵抗測定の表現の一つです。
4探針法: 4つの探針を直線状に配置し、外側の2本で電流を流し、内側の2本で電圧を測定する方法。接触抵抗を抑え、薄膜のシート抵抗を評価します。
四探針法: 4探針法の別表現。4つの探針を使う抵抗測定手法です。
直流4端子法: 直流電流を流して電圧降下を測定する4端子法。ノイズの影響を抑えやすく、温度変化の影響も比較的低く見積もれます。
交流4端子法: 交流信号を用いて周波数依存のインピーダンスを測定する4端子法。材料の周波数特性を調べる際に有用です。
ケルビン測定: Kelvin sensing。4線式測定を用いて、接触抵抗の影響をほぼゼロにして抵抗を測る精密な方法です。
ケルビン接触: ケルビン測定を実現するための接触構造。電流用と電圧測定用の接触を分離します。
薄膜シート抵抗: 薄膜材料のシート抵抗 Rs を測定する指標。厚さ t の影響を受け、 Rs = ρ/t の関係で薄膜の抵抗率 ρ と関連づけて表されます。
薄膜電気抵抗率: 薄膜材料の体積抵抗率 ρ。単位は Ω·m。4端子測定で求めることが多い物性値です。
シート抵抗: 薄膜などの平方抵抗を表す指標。単位は Ω/□。4端子法で測定されることが多いです。
抵抗率（ρ）: 材料固有の電気抵抗の性質を表す値。単位は Ω·m。
導電率（σ）: 抵抗率の逆数で、材料が電気をどれだけ通しやすいかを示す量。
Van der Pauw法: 薄膜のシート抵抗を、形状にとらわれず測定できる方法。4つの端子を用い、特定の配置と公式で Rs を求めます。
測定装置／測定ステーション: プローブステーションなど、4端子測定を実施するための機器。試料を安定して固定し、針の接触を正確にとります。
接触抵抗: 電極と試料の間に生じる追加の抵抗。4端子法で低減できるが、完全には除去できない場合もあります。
温度補正／温度依存性: 材料の抵抗は温度で変化するため、測定温度を一定にするか、温度補正を行って報告します。
適用対象／用途: 半導体基板、薄膜、酸化物導電体、グラファイト・カーボン系材料など、薄膜の電気特性を評価する対象に用いられます。
測定原理／オームの法則: V = IR の関係を用いて電圧と電流から抵抗を算出し、そこから Rs や ρ を求めます。