WoobyStudioには、会員様が自由にお使いになれる、自由使用部品が用意されています。これは、電子回路部品の中で、試作や実験の際に使用することが多い部品を選んであります。たとえば、抵抗器など、実験する際にはいろいろな値のものを試してみたいとき、すべての種類を自分でそろえておくのは大変です。そんなときには、WoobyStudioの自由使用部品をお使いください。

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今日は、そのうち、基本的な部品をご紹介します。

まずは、抵抗器です。抵抗は、1/4Wタイプのカーボン抵抗器が一式あります。抵抗器を選択するときのポイントは3つあります。

1.抵抗値の精度(5%)

2.耐えられる電力(1/4W)

3.温度係数等(不明)

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です(かっこ内はWoobyStudioの自由使用部品)。精密な電子回路を設計する場合は、これらの項目について吟味して部品を選択していきます。抵抗値の単位は「オーム[Ω]」です。そう、あの、オームの法則の「オーム」です。1,000オームを「1キロオーム(1k[Ω])」

その1000倍を「1メガオーム(1M(Ω)」、さらにその1000倍を「1ギガオーム(G[Ω])

」と言います。通常の電子回路では、数百[Ω]から数百キロ[Ω]を使用することが多いようです。また、回路図等での記号は「R(=Resistor)」を使用します。

WoobyStudioの自由部品はあくまで、試作・実験用なので、いわゆる標準的なものです。初心者の方で注意していただきたいのは、「耐えられる電力」です。抵抗器という部品は、電力を消費させることを目的とした部品です。電力というのは、たとえば、「100ワットの電球」とか、「600ワットの電子レンジ」といった、あの、「ワット(W)」という単位であらわされるものです。これは、「熱」を表すものと考えて差し支えありません。

電力(P[W])の計算は、抵抗に係る両端の電圧をE[V]、抵抗に流れる電流値をI[A]とすると、P=E×I [W}で計算できます。たとえば、1kオーム(1000オーム)の抵抗の両端に、1ボルトの電圧が加わった場合、オームの法則で、流れる電流は、I=E/R=1/1000=0.001[A]となり、この場合、抵抗器で消費される電力は、

P=E×I=1×0.001=0.001[W] (=1ミリワット)となります。式を変形して、

P=I^2×R とか、P=E^2/R として計算することもできます(^2は2乗).。

また、別の例として、1キロオームの抵抗に、100ボルトの電圧をかけた場合、

P=E^2/R=100^2/1000=10[W] となり、

この場合は10ワット以上の許容電力を持つ抵抗器が必要となります。使用する電力が、抵抗器の持つ許容電力より大きかったらどうなるか?答えは、「燃えてしまう」です(笑)。これは大変危険なことです。

Power

WoobyStudioの自由使用部品は1/4ワットなので、0.25ワットまで耐えられます。一般的には、抵抗器の電力は、安全のため、実際に使用する電力の2倍~3倍程度のものを使用することが多いようです。

下の真は10ワットまで耐えられる、「セメント抵抗器」と呼ばれるものです。

抵抗器の許容電力は、1/10ワット程度のものから、数百ワット、さらに大きなものまであります。

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みなさんお使いのスマホの中には、「チップ抵抗」と呼ばれる、1mm角程度の小さな抵抗器がたくさん入っています。

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余談ですが、最近のパソコンの中身をご覧になったことがあるでしょうか?おそらく、インテルのプロセッサが使われていることが多いのですが、その周りには巨大な放熱器やファンがついていることと思います。グラフィックカードも同様ですね。これは、マイクロプロセッサが大きな電力を消費し、そのほとんどが「熱」を発生するため、強制的に冷やしているのです(強制空冷)。電子回路設計技術者にとって、この、熱対策は欠かせない課題なのです。

最近のPCが大きな熱を発生する理由は、その高速性にあります。マイクロプロセッサの動作(クロック)が高速になると、消費電力も大きくなります。巨大なコンピュータ等は、水や冷却液を使った水冷によって冷却する場合もあります。

なぜ、高速になると、電力消費が大きくなるかは、また別の機会にお話ししたいと思います。

などと書いているうちに、スペースが無くなってきました。WoobyStudioの自由使用部品は抵抗以外にもいろいろ取り揃えております。また次回。

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