3.1受動素子(2)抵抗(レジスタ)
◎抵抗器の種類と特徴
抵抗器 (Resistor) は主に,抵抗体の材料あるいは使用目的によって分類される.
table:表3.2 抵抗器の種類と特徴
名称 用途 特徴
炭素被膜抵抗(a) 一般電子回路 最も一般的で安価
ソリッド抵抗 高周波 低インダクタンス
金属皮膜抵抗(b) 高精度回路 温度係数が良,高精度,高価
酸化金属皮膜抵抗(c) 電力回路 小形状・大電力対応
巻線抵抗 電力回路 低抵抗・大電力対応
ホウロウ抵抗 大電力回路 耐高温・大電力対応
セメント抵抗 中電力回路 低抵抗・大電力対応
金属板抵抗 電流検出回路 低抵抗・大電力・低インダクタンス
※通称:(a) カーボン,(b) キンピ,(c) サンキン
抵抗器の品種ごとに扱いうる抵抗値には範囲があり,それに応じて市販されている抵抗器の値の範囲が異なる.図 3.3 は抵抗器の種類と抵抗値の範囲を示したものである.
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図 3.3 抵抗器の種類と抵抗値の範囲
◎抵抗値の読み方
抵抗値 (Resistance) の単位は,電気抵抗に関するオームの法則を発見したドイツの物理学者,ゲオルク・ジーモン・オームにちなんで,[Ω](オーム) と呼ばれる.
※ 現在の抵抗値単位 Ω の定義は 1946 の国際度量衡委員会(CIPM)の決議による
炭素被膜抵抗器の場合,多くは抵抗器上に印刷された複数の色帯 =カラーコードで値を読み取る.
図 3.4 は,四色帯および五色帯を持つ場合の炭素被膜抵抗器の例である.
※四色帯は誤差 2% 以上,五色帯は誤差 1% 以下
色帯の色と数値の関係を表 3.3 に示す(JIS C 60062 で規定).
四色帯の場合は,左から十の位,一の位の数値,10 の冪乗数,許容誤差
五色帯では,左から百の位,十の位,一の位の数値,10 の冪乗数,許容誤差
図 3.4 抵抗値のカラーコード 表 3.3 抵抗値のカラーコードの意味と覚え方
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◎抵抗器の定格電力
抵抗 $ R[Ω] に電流 $ I[A] が流れると $ R \times I^2[W] の電力が消費される.
※ $ W = I \times V, V = I \times R ∴ W = R \times I^2
この電力による抵抗器はジュール熱を発生する.
抵抗器の種類・構造により,発熱に耐えられる限界がある.
※限界を超えれば抵抗として機能しなくなり破損する
この限界つまり印加できる電力の最大値を定格電力として表示するよう規定されている(JIS C5201-8).
図 3.5 に抵抗器の種類と定格電力の範囲を示す.回路設計においてはこれらを参考に,各々の抵抗器に流す電流や回路全体での最大消費電力を考慮する必要がある.
※例: 100Ω の抵抗器に 10V の電圧を加えると 0.1A の電流が流れ $ 100\times 0.1^2 = 1W の電力が消費される.この場合,余裕をみて 2~3W の製品を選ぶ
本実験では主に 1/4W の定格電力製品を使用する.
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図 3.5 抵抗器の種類と定格電力の範囲