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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。
オームの法則:『電気回路の2点間の電位差は、その2点間に流れる電流に比例する』

ここで電圧を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)、回路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

電気抵抗が大きいと電流は流れにくく、電気抵抗が小さいと電流は流れやすくなります。
したがって抵抗器は、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不可欠な電子部品です。

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 :抵抗体と端子を保持

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。
抵抗器の用途に適した素材が選定されています。(熱伝導率・熱膨張係数・機械強度など)

抵抗体:抵抗器の基本特性・性能を決定

導体の電気抵抗は次式で示されます。

電気抵抗 R=ρ・L/S [Ω]

・断面積[cm2]:S
・長さ[cm]:L
・物質の固有抵抗[Ω・cm]:ρ

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

抵抗器の電気的な接続点となっており電圧や電流を印加する部分です。抵抗体の特性に影響しない構造や材質が用いられています。

実装方法に適した端子構造・形状を持つ抵抗器を選定します。現在では実装密度の向上・実装コストの削減のため、面実装部品(SMD)が主流になっています。

外装 :抵抗体や基体を外気や機械的ストレスから保護

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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