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抵抗器の基礎

抵抗器とは

抵抗器とは何か?を知るには、先ず"オームの法則"を知る事が重要です。
これが抵抗器を知る上で基本となります。
オームの法則とは、『導体に流れる電流が、導体の両端の電圧に比例する』事です。
ここに電圧をE(V:ボルト)、電流をI(A:アンペア)とすると、次の関係が成り立ちます。

オームの法則

Rは比例係数で、これを抵抗(電気抵抗)と呼び、抵抗の量記号をR、抵抗値の単位記号をΩ(オーム;ohm)、表示の記号は下図のように表します。

[抵抗器の回路記号]

抵抗器の回路記号

電流は抵抗が大きいと流れにくくなり、小さいと流れやすくなります。言い換えれば、抵抗器は、回路に流れる電流を一定に保ったり、必要に応じて変化させたりするための部品です。また抵抗器は、電圧を下げたり、電圧を分けたりすることにも使用されます。
このように抵抗器は、キャパシタ(コンデンサ)・インダクタ(コイル)とともに主要な受動部品であり、電子回路の基本部品の一つとして、なくてはならない部品です。

抵抗器の材料構成と役割

抵抗器は基本的に次の4要素で構成されています。

基体 :抵抗体と端子を支える部分

抵抗器の基体にはアルミナ系碍子が最も多く使用されています。
抵抗器の使用目的に応じた素材(熱伝導率・熱膨張係数・機械強度など)を選択する必要があります。

抵抗体:抵抗器の基本特性・性能を決定する部分

電気抵抗
ここに、右図のような物質があったとします。
断面積[cm2]:S
長さ[cm]:L
物質の固有抵抗[Ω・cm]:ρ
とした場合、
この物質の電気抵抗Rは R=ρ・L/S [Ω]となります。

電気抵抗の出し方

<主な金属の固有抵抗および抵抗温度係数>
Resistance & T.C.R. of metals

物質名
Metals
記号
Symbol
固有抵抗
Electric resistance
(μΩ・cm)
抵抗温度係数
T.C.R.
(10-6/K)
金 Gold Au 2.4_  4,000
銀 Silver Ag 1.62 4,100
白金 Platinum Pt 10.6_ 3,900
パラジウム Palladium Pd 10.8_ 3,700
ニッケル Nickel Ni 7.24 6,700
錫 Tin Sn 11.4_ 4,500
ビスマス Bismuth Bi 120___ 4,500
タンタル Tantalum Ta 15.0_ 3,500
鉄 Iron Fe 9.8_ 6,600
銅 Copper Cu 1.72 4,300
ニクロム Nichrome Ni-Cr (80:20) 108___   100
マンガニン Manganin Cu-Mn-Ni 40___ -5~+10

端子 :抵抗体と基板(回路パターン)などを電気的、機械的に接続する部分

電圧又は電流を印加する部分であり、実装方法に合わせた端子構造・形状の抵抗器を選択しなければなりません。
実装密度の向上・実装コストの削減のため、現在では面実装部品(SMD)が主流となっております。

外装 :抵抗体や基体を外気や機械的ストレスから保護する

外装の目的と外装材料の種類の図

抵抗器の構造図例

  • 角形チップ抵抗器

チップ抵抗器の構造図

  • リード挿入抵抗器(皮膜タイプ)

リード形抵抗器の構造図

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