「抵抗器とは/種類/特性」について｜「電子工作/修理/メンテナンス」

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今回は、「抵抗器とは/種類/特性」についてご紹介します。

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抵抗器とはその名前の通り、電気の流れを邪魔する働きをします。この邪魔する大きさを「電気抵抗」といい、単位は「オーム:Ω」で表されます。そしてこの電気抵抗は下記のように求められます。これが有名なオームの法則です。

もうひとつの抵抗器の大きな特徴は、発熱体であることです。抵抗器による発熱量は電流の2乗に比例したものとなりますので、常に抵抗体の電力容量に注意することが必要です。

回路図での表現は下記のような記号で表します。

抵抗器は材料により数多くの種類が用意されています。それぞれに最適な使い方があり、電子工作の時にもいくつかの種類を使い分ける必要があります。

下記は工作でよく使う抵抗器の種類です。その他にも多種類ありますが、ここの表以外のものは特殊用途ということになります。

「抵抗器の種類一覧」をご紹介します。

「カーボン皮膜抵抗器」をご紹介します。

細いセラミック筒の表面にカーボン皮膜を形成したもので、汎用で安価なので最もよく使われます。

高精度、大電力以外の大抵のところで使います。

「金属皮膜抵抗器」をご紹介します。

セラミック筒の表面にニッケルクローム系またはタンタルニウム系の金属皮膜を蒸着させたもので、抵抗値が安定していて雑音発生も少ないです。高精度でよい温度特性を持ちます。

アナログ回路などで高精度を求めるときや、オーディオで雑音を少なくしたいときなどに使います。

「酸化金属皮膜抵抗器」をご紹介します。

セラミック筒の表面に、酸化第二スズの皮膜を形成したもので、熱に強く小型でも大電流を流せます。

電源などの電流が大きいところで使います。

「巻線抵抗器(電力型)/ホーロー抵抗器/セメント抵抗器」をご紹介します。

巻き線をホーローの中に巻き込んだり、セメントでセラミック容器の中に封じ込めたもので、大電力用です。

電力の大きなものが必要な時に使います。耐電力と抵抗値が数字で印刷されています。

「チップ抵抗器」をご紹介します。

厚膜形成により小型平板の上に抵抗を作ったもので、表面実装に使います。

表面実装用の小型抵抗で、角型平板構造となっています。電力によりサイズが異なります。

抵抗器は理想的には常に一定の値を保持していて欲しいのですが、実際にはいろいろな条件で変化するため、使い方に注意が必要なものがあります。下記に使用上の注意事項を列挙します。

抵抗器に電流が流れると必ずそこで熱に変化します。その熱の許容範囲が定格電力なのですが、普通使うときには定格電力の1/2以下で使います。このように余裕を持って使うことをディレーティングといいます。

抵抗値は温度により変化します。どれぐらい変わるかというと、+300ppm/°Cの温度係数の抵抗では、温度が20°C上がると抵抗値は0.6%大きくなってしまいます。

したがって精密アンプなどを作る時には、このことを設計上配慮する必要があり、設計範囲に入らないときには金属皮膜抵抗器などの高精度抵抗器を使います。

抵抗器は周波数が高いところで使うと、構造上、コイルやコンデンサと同じ要素が含まれて来てしまい純粋な抵抗ではなくなってしまいます。

しかし普通のカーボン抵抗器なら数10MHzまでは気にしなくても大丈夫です。一方、巻線抵抗器は構造がコイルそのものですから高周波には使えません。

特に大きな電流が流れるところに使う抵抗器は経年変化や劣化が現れてくるので、十分に余裕を持った使い方が必要です。

抵抗器は本質的に熱雑音を発生します。オーディオで特に低雑音が必要な時などには、特別に低雑音用の特殊抵抗器が使われますが、一般には金属皮膜抵抗器がよい特性をもっています。

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