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更新2022/06/08

抵抗器

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抵抗器は、電流の流れを制限する電子部品です。
LEDの制限抵抗からトランジスターの負荷抵抗など多岐に渡って使用されます。

回路記号と単位

抵抗器の回路記号
抵抗値の単位は、Ω(オーム)です。

公称抵抗値

抵抗器の抵抗値で、E系列と呼ばれる「等比数列」で抵抗値の規格がJISで定められています。
このため、「4.7KΩ」など中途半端な数値となっています。
E系列には等比数列の値によって、E3系列・E6系列・E12系列・E24系列・E48系列・E96系列・E192系列 まであります。
一般には E12・E24 までが使われますが、もっと細かく規定された抵抗値が必要な場合はE48以降のE系列の抵抗器を使います。
また、E系列の数値が大きくなるほど抵抗値の精度が高くなります。

尚、E48より上の系列を使うと製造コストが上がってしまうので、企業などコストに敏感な場合は、許容できる範囲で出来るだけ低いE系列の抵抗器を使います。
目安として次のように使い分けます。

 ・一般的なデジタル回路 E6数列
 ・高精度デジタル回路やアナログ回路 E12数列
 ・高精度アナログ回路 E24数列
 ・特別な高精度を要求される場合 E48~E192数列

参考:抵抗・コンデンサのE系列表

公差(精度)

抵抗値の精度です。
抵抗器は、製造品なので当然抵抗値はばらつきます。
そのばらつきの最大範囲を規定したものです。
E3~E24までは、普通は±10%、±5%、±1%です。
E48~E192では、より高精度のものもあります。
精度が高い抵抗器は選別品のため、より高価になります。

定格電力

抵抗器で消費可能な最大許容電力です。
この許容電力値は、周囲温度で変化します。
一般的には周囲温度が70℃(抵抗器によっては異なる場合あり)を超えると、温度に応じて許容値が下がってきます。
つまり、抵抗器は70℃以下での使用が基本ということです。
抵抗器の定格低減グラフ

温度係数

公差は、製造ばらつきによるの精度でしたが、温度変化でも抵抗値は変化します。
温度係数は、抵抗値の温度変化率を表わします。
抵抗体の材料によって違いがあり、カーボンでは400ppm/度,酸化金属では50~200ppm/度 程度です。
高精度のアナログ回路の場合は、公差と共に十分注意する必要があります。

最高使用電圧

抵抗器に印加される電圧の許容最高値です。
瞬間的には、より高い電圧まで耐えられますが、基本的には最悪条件でも最高使用電圧を超えない範囲で使用しなければなりません。
例えば、某抵抗器メーカーのチップ抵抗0402サイズは20V、2012サイズは150Vです。
一般的に、小型になるほど最高使用電圧値は低下します。

形状

抵抗には多くの形があります。
大きく分けると、リードタイプと表面実装タイプの2種類で、他には特殊な形をしたものもあります。
リード線タイプは、アキシャル(axial)とラジアル(radial)の2種類に分かれます。
扱いやすい形・大きさなので、電子工作で良く使われます。
抵抗器の形状例1

表面実装タイプは、リード線がない抵抗で表面実装できるタイプです。
チップ抵抗、SMTとも呼ばれます。
虫眼鏡が必要な大きさから、ビスケットのような大きさのものまで様々です。
板状のものと円筒状の2種類がありますが、一般には板状のものが良く使われます。
抵抗器の形状例2

材質

抵抗の材料も多種多様です。
主に、炭素材と金属材の2種類に分かれます。
きっちりと分かれているわけではありませんが、炭素系は安価・低精度、金属系は高価・高精度・大電力が多いようです

抵抗器の直列接続と並列接続

手持ちに幾つかの抵抗器があるが欲しい抵抗値のものがない、と言った事がしばしばあります。
そのような時に複数の抵抗器を使って「合成抵抗値」を得ることができます。
複数の抵抗器を接続する方法には、「直列接続」と「並列接続」があります。
それぞれの合成抵抗値は、オームの法則を応用することで求めることが出来ます。
たとえば抵抗器が3つある場合は、
抵抗器の合成
 直列接続の合成抵抗値R0=R1+R2+R3 (そのままの足し算)
 並列接続の合成抵抗値R0=1/(1/R1+1/R2+1/R3) (逆数の足し算の逆数)

つまり新しいR0を合成するには直列接続か並列接続のどちらでも作ることができます。
抵抗器が増えても同じやり方で計算ができるので、覚えておくと便利です。

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教えてくれてありがと~。今後の参考にするよ~ 

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電子回路とファームウェア専門の元エンジニアが、初心者の頃の疑問や勉強・経験で知った「そうだったのか」を2009年から書いています。

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