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抵抗器の基礎の基礎

抵抗器にはどんな種類がありますか?

抵抗器には機能や形状,抵抗体材質,用途の組み合わせにより,さまざまなものがあります.
機能としては,回路の中に組み込まれて使われる固定抵抗器,回路の微調整に使われる半固定抵抗器,ラジオのボリュームのように抵抗値を変えて使われる可変抵抗器などがあります.
固定抵抗器の形状には,リード線を持つリード付きタイプとリード線を持たない面実装タイプがあります.面実装タイプはさらに,角形と円筒形に分けることができます.そのほか封止材質により,樹脂モールドタイプ,セラミックケースタイプなどがあります.
抵抗体材質では,炭素皮膜(通称カーボン),ニクロムを主体とした金属皮膜(キンピ),酸化金属皮膜(サンキン),酸化金属とガラスのコンポジットであるメタルグレーズなどの皮膜タイプと,金属板や金属線,金属箔を用いたもの,酸化金属セラミックスを用いたソリッドタイプなどがあります.
そして用途では,抵抗値許容差や温度特性が高精度なもの,高電圧やサージに強いもの,温度により抵抗値が変わるもの,ヒューズ機能を併せ持つものなどがあります.抵抗器を使用する際には,これらの組み合わせの中から目的に合わせて,またコストも考慮して選ばなくてはなりません.
詳しくは「抵抗器の分類」を参照ください.
主な固定抵抗器の分類

角形チップ抵抗器の表示はどのように読むのですか?

角形チップ抵抗器の表面には3桁ないし4桁の英数字が表示されています.

角形チップ抵抗器の表示
図2 角形チップ抵抗器の表示





■3桁表示の場合
左から第1,第2数字が公称抵抗値の有効数字を示し,第3数字はそれに続く0の数を示します.
は小数点を示し,はmΩ単位の小数点を示します.
例)153:15000 → 15kΩ
1R5:1.5 → 1.5Ω
2L0:2.0m →2mΩ

■4桁の場合
左から第1,第2,第3数字が公称抵抗値の有効数字を示し,第4数字がそれに続く0の数を示します.は小数点,はmΩ単位の小数点を示します.
例)1542:15400 → 15.4kΩ
R100:0.10 → 0.1Ω
2L00:2.0 → 2mΩ

なお,小さなサイズの角形チップ抵抗器には表示のないのが一般的で,通常1005サイズ以下は表示がありません.

カラーコードとは何ですか?

リード付き抵抗器にはカラフルな色の帯がついているものがあり,この色の帯をカラーコードといいます.この色の帯は抵抗値と許容差を示しています

カラーコード
図3 カラーコード

■4本線の場合
第1,第2線が公称抵抗値の有効数字を示し,第3線は倍率を示します. 第4線は抵抗値の許容差を示します.
例)赤赤橙金 :22000→ 22kΩ±5%

■5本線の場合
第1,第2,第3線が公称抵抗値の有効数字を示し,第4線は倍率を示します.
第5線は抵抗値の許容差を示します.
例)黄紫緑赤茶:47500 → 47.5kΩ±1%

カラーコードの左右どちら側が第1線か見分けにくいのですが,4本線の第1線は第4線に比べてリード線側に寄っています.
5本線では第4線と第5線の間が他の線間よりすこし広くなっています.また,第5線は他の線より少し幅広になっている場合もあります.

表1 カラーコードと数値の対応
数値 倍率 許容差
0 1 -
1 10 ±1%
2 100 ±2%
3 1000 ±0.05%
4 10000 -
5 100000 ±0.5%
6 1000000 ±0.25%
7 10000000 ±0.1%
8 - -
9 - -
- 0.1 ±5%
- 0.01 ±10%
なし - - ±20%

抵抗値はなぜ半端な値(E数列)で決まっているのですか?

抵抗値は切りの良い整数値で揃えられているのではなく,2.2Ωや4.7Ωといった半端な数値になっています.
これは1から10までを等比級数で分割した標準数「E系列」に従っているためです.12分割したE12系列や24分割したE24系列が一般的ですが,許容差1%以下の抵抗器ではE96系列やE192系列を取ることもあります.

表2 抵抗値のE系列
E12 E24 E96
10 10 100 178 316 562
  11 102 182 324 576
12 12 105 187 332 590
  13 107 191 340 604
15 15 110 196 348 619
  16 113 200 357 634
18 18 115 205 365 649
  20 118 210 374 665
22 22 121 215 383 681
  24 124 221 392 698
27 27 127 226 402 715
  30 130 232 412 732
33 33 133 237 422 750
  36 137 243 432 768
39 39 140 249 442 787
  43 143 255 453 806
47 47 147 261 464 825
  51 150 267 475 845
56 56 154 274 487 866
  62 158 280 499 887
68 68 162 287 511 909
  75 165 294 523 931
82 82 169 301 536 953
  91 174 309 549 976

EはExponent(指数)のことで「E12」は1から10までを等比級数(10の12乗根)12√10で分割したものです.
等比級数ですから対数目盛で並べると等間隔になります.
2.0とか3.0という切りの良い数字にならないので最初は戸惑うかもしれませんが,実際の設計現場では「何%増減したい」という発想になり,この方が使いやすく感じるものです.
例)E12の場合

12√10=1.21
10×1.21≒12  12×1.21≒15 15×1.21≒18 ・・ というように,
一定の比率(この比を公比といいます)で抵抗値が増えていきます.

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