

高岡智則
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四端子法・とは?
四端子法は、導体の電気抵抗を正確に測るための測定法です。通常の二端子法では、試料の抵抗だけでなく端子の接触抵抗も測定値に混じってしまいます。これを避けるために、四端子法では電流を流す端子と、電圧を測定する端子を別々に使います。こうすることで、電圧を測る端子自体の抵抗が測定値に影響しにくくなります。結果として、はるかに正確な抵抗値を得ることができます。
しくみと名前の由来
4端子のうち、2つは「電流源端子」、もう2つは「電圧測定端子」です。一般にはA・Bが電流を流す端子、C・Dが電圧を測る端子として使われます。電圧計は理想的には無限の入力抵抗を持つと仮定されるため、測定時には電圧端子を通る電流はほとんどなく、接触抵抗が影響しません。
使い方の基本
具体的な手順の概要は次のとおりです。
1) 試料に4つの接触点を準備します。端子はできるだけ均一に配置しましょう。
2) 電流端子(例:AとB)に回路を接続して、一定の電流を流します。
3) 電圧端子(例:CとD)には高精度の電圧計を接続します。電圧計は抵抗値を決める基準になります。
4) 電圧計の読み値を取り、オームの法則 V = I × R から試料の抵抗 R を求めます。端子の抵抗分はほぼ無視できるはずです。
実践のポイントと注意点
温度安定性が重要です。温度が変わると金属の抵抗値も変わります。できるだけ一定の温度で測定しましょう。
端子の清掃と接触の品質も大切です。接触抵抗を小さくするために、端子をきれいに保ち、適切な導線を使います。
機器のキャリブレーションを事前に行い、機器が正しく動作していることを確認します。
比較表: 四端子法 vs 二端子法
| 4端子法では電流端子と電圧端子を別々に使います。 | |
| 接触抵抗の影響 | 測定値にほとんど影響が出ません。 |
|---|---|
| 測定できる抵抗範囲 | ミリオーム以下の低抵抗も正確に測定可能。 |
| 適用対象 | 金属・半導体・薄膜など、さまざまな素材で利用可能。 |
日常の例と学習のヒント
身近な部品の抵抗を調べたいとき、ブレッドボードの回路で四端子法に相当する構成を想像すると、接触抵抗の影響を受けずに正確な値を得られるという感覚が身につきます。初めは難しく感じても、端子の配置と読み取りのルールさえ覚えれば、理科の実験で役立つ基本テクニックになります。
よくある質問
- Q: 四端子法と Kelvin 接続は同じ意味ですか?
- A: ほぼ同じ考え方を表す用語で、目的は接触抵抗を分離することです。
- Q: すべての測定機器が四端子法対応ですか?
- いいえ。機器によっては4端子測定モードが必要です。機器の説明書を確認しましょう。
まとめ
四端子法は、接触抵抗の影響を小さくして正確な抵抗を測るための重要な測定技術です。測定の基本原理、端子の配置、温度や清掃といった実践的なコツを知ることで、学校の実験から研究開発まで幅広く活用できます。
四端子法の同意語
- 四端子法
- 電気抵抗を測定する際、4つの端子を使って測定する手法。外側の端子で電流を流し、内側の端子で電圧を測定することで、接触抵抗や配線抵抗の影響を抑えられます。
- 四端子測定法
- 四端子法と同義。4端子を用いる抵抗測定の方法を指します。
- 4端子法
- 4端子法。外側の端子で電流を供給し、内側の端子で電圧を測定する、精度の高い抵抗測定法。
- 4端子測定法
- 4端子法と同義。4本の端子を用いて測定する方法。
- 4線式測定
- 4線式測定。4本の導線を使って測定する方式で、導線の抵抗の影響を排除します。
- 4線式抵抗測定
- 4線式抵抗測定。4本の線を使い、抵抗測定時の誤差を減らす手法。
- ケルビン法
- ケルビン法。高精度な抵抗測定を目的とする、四端子接続を用いる測定法の呼び名。
- ケルビン測定法
- ケルビン法と同義。高精度抵抗測定の代表的な手法。
- ケルビン接続
- ケルビン接続。電流端子と電圧端子を別々に接続する四端子接続のこと。
- Kelvin法
- Kelvin法。英語表記の呼び方。四端子法と同義。
- Kelvin測定法
- Kelvin測定法。英語表記での呼称。4端子測定と同義。
- 四端子抵抗測定法
- 四端子抵抗測定法。4端子を使って抵抗を正確に測る方法を指します。
四端子法の対義語・反対語
- 二端子法(2端子法)
- 抵抗を測る際に端子が2つだけを使う測定法。配線抵抗や接触抵抗の影響を受けやすく、特に小さな抵抗値の測定には精度が落ちる。四端子法の対義語として最も一般的な対立概念。
- 三端子法
- 端子が3つの測定法。端子数が少ないため、抵抗分の分離が難しく、精度は四端子法に比べて低い。簡易測定の代替案として用いられることがある。
- 一端子法(1端子法)
- 端子が1つだけの測定方法。現場ではほとんど使われず、接触抵抗の影響が直接測定値に混入するため精度が著しく低い。
- 非四端子法
- 四端子法ではない測定法全般を指す広義の名称。二端子法やその他の端子数を用いる方法を含む対義的概念。
- 低精度抵抗測定
- 四端子法と比べて精度を抑えた、手軽で安価な抵抗測定の総称。
四端子法の共起語
- 測定
- ある量を数値として読み取る作業。四端子法は抵抗や導電率の測定に用いられます。
- 抵抗
- 電流の流れに対して抵抗が生み出す電圧の反発。四端子法の主要測定対象の一つ。
- 電気抵抗
- 電気の流れに対して示す抵抗値のこと。オーム(Ω)で表されます。
- 導電率
- 材料が電気を通す能力。抵抗から導電率を求めることが多い。
- 電気伝導率
- 導電率の正式名称。
- 4端子
- 4つの電極を用いる測定法を指す略語。四端子法の別称として使われることがある。
- 4端子測定
- 4端子を使った測定の総称。四端子法の別表現。
- ケルビン法
- 四端子法の別名。低抵抗領域の高精度測定で用いられます。
- ケルビン測定
- ケルビン法の別称。4端子での測定を指します。
- 電極配置
- 電極の配置方法(I+, I-, V+, V- など)。接触抵抗を分離するために重要。
- 接触抵抗
- 電極と試料の接触部に生じる抵抗。4端子法はこの影響を小さくします。
- リード線抵抗補正
- 測定回路のリード線抵抗の影響を補正する方法。
- サンプル
- 測定対象となる材料片・薄膜・試料片。
- 試料
- 測定対象となる材料の正式名称。サンプルと同義で使われます。
- 試料準備
- 測定前の表面清浄・平坦化・研磨などの準備作業。
- 直流測定
- 直流電流を用いて抵抗を測る基本形。
- 交流測定
- 交流信号を用いてインピーダンスを測る測定形。周波数依存性を調べます。
- インピーダンス測定
- 周波数を変えて抵抗・容量・誘電特性を同時に測る測定法。
- 周波数
- 交流測定で用いる信号の周波数。高・低周波で応答が変わります。
- 温度依存性
- 温度の変化で抵抗が変わる性質。物性測定では重要です。
- 温度制御
- 測定時に温度を安定させるための装置・方法。
- サンプル表面処理
- 測定前の清浄・酸化膜除去・表面平滑化などの処理。
- 測定系統
- 測定を行う機器群全体の構成。信号源・測定器・プローブの組み合わせ。
四端子法の関連用語
- 四端子法
- 電流を流す2電極と電圧を検出する2電極を分離して配置する測定法。リード抵抗や接触抵抗の影響を排除し、試料自体の抵抗を正確に測定できます。
- 四端子測定
- 四端子法の別表現。薄膜や棒状試料の抵抗・導電性を正確に評価するための標準的手法です。
- 二端子法
- 電流と電圧を同じ2端子で測る従来式の測定法。リード抵抗・接触抵抗が測定値に混ざりやすく、精度が低下します。
- 接触抵抗
- 電極と試料の接触部で生じる抵抗。四端子法では測定系から切り離して影響を最小化します。
- リード抵抗
- 測定用配線の抵抗。長さや材質によって測定値に影響するため、四端子法の導入で抑制されます。
- 電気抵抗率
- 材料固有の抵抗性の指標。R = ρL/A の関係から、四端子測定で得られた抵抗値からρを推定します。
- シート抵抗
- 薄膜など2次元の平面抵抗の指標。四端子測定を用いて評価され、薄膜材の特性比較に使われます。
- ヴァン・デア・パウ法
- Van der Pauw法。薄膜・板状試料のシート抵抗を四端子で求める標準的手法で、試料形状の自由度が高いのが特徴です。
- 4点測定法
- 英語の4-point probeに相当。4点で電流と電圧を取り、抵抗を算出します。
- 4端子プローブ法
- 4つのプローブを用いる測定法。薄膜・導電性材料の評価に広く使われます。
- 薄膜測定
- 薄い膜状材料の電気的性質を測る測定全般。四端子法は薄膜の抵抗・導電性測定の基本手法です。
- 材料の導電性測定
- 材料全体の電気的導電性を評価する総称。四端子法は高精度な導電性評価の代表的手法です。
- オームの法則
- V = IR の基本原理。四端子測定で得た電圧と流した電流から抵抗を求める際に使われます。
- 電流源
- 一定の電流を供給する装置。四端子測定では試料に安定した電流を流します。
- 電圧計
- 微小電圧を高精度で測定する装置。四端子測定の電圧測定部分に用いられます。
- 交流四端子測定
- 交流信号を用いた四端子測定。抵抗だけでなくインピーダンスの評価にも対応します。
- 温度補正・温度依存性
- 測定値は温度に依存することが多いため、一定温度で測定するか補正を行い結果を解釈します。



















