抵抗とは？【その①】テキストには載らない基本的なこと。
どうも。
オウムガイルです(￣▽￣)
さて、今日は、僕が勉強していた時につまずいてしまった事の一つ、抵抗について話をしていきたいと思います。
これまで、電圧と電流について、これだけシリーズに書いててほしかった事を僕なりにまとめてきましたが、この抵抗ってやつはなかなかの曲者でしたｗ
1回で僕の思うようにまとめようとしましたが、1万文字を超えるような大作になってしまいそうでしたので、2回に分けて書いてみたいと思います。
まずは、ど素人でも分かるように基本中の基本からやります！
ご意見ご質問などございましたらお気軽にどうぞ！
ど素人が使っていた抵抗という言葉。
電気のど素人は、小学生とか中学生で習ったことがかろうじて頭に残っているだけです。
だもんで、抵抗という言葉も、
電池の先につける豆電球みたいな部品。
程度しか頭にありません。
僕もそうでしたが、抵抗と言ってもかなり広い意味があり、抵抗以外の部品も、その特性ごとに細かく勉強していくのが電験ですので、そのオツムの状態のまま進めば、確実にオーバーヒートする瞬間がやってきます。
まず最初に、そんなあいまいな表現で使っていた抵抗について、お決まりのwikiペディアの情報からおさらいしてみましょう。
【おきまりのwikiペディアの解説】
電気抵抗（でんきていこう、レジスタンス、英: electrical resistance）は、電流の流れにくさのことである。電気抵抗の国際単位系 (SI) における単位はオーム（記号：Ω）である。また、その逆数はコンダクタンス (conductance) と呼ばれ、電流の流れやすさを表す。コンダクタンスのSIにおける単位はジーメンス（記号：S）である。
ここでは、電気抵抗としての解説を紹介しました。
抵抗で検索をかけると、ほかに電子部品における抵抗器の事とも書いてあります。
ひとくくりに抵抗といってもいろんな意味を持つようです。
いつもわかりにくく書いてあるwikiにしては、今回の文章はスムーズに理解できそうです。つまり、、、
抵抗とは、電気抵抗とも表現され、電流の流れにくさを表す。
という感じになります。
僕たちが何気なく使ってしまっている抵抗は、やはりあいまいな表現になっていたようです。
部品の事を言いたい時は、その部品ごとの名前で呼ばないといけないし、電流の流れにくさ（Ωなどの値）を言いたい時は、電気抵抗と言わなくちゃいけないのです。
どんな分類があって、どのように呼べばいいか。これから電気のプロを目指すなら、
かっこいい言葉、覚えようぜっ(ー_ー)!!
です。
電子部品の分類
では、ど素人が間違えやすい、
なんでも抵抗って呼んじゃう(-"-)
現象が、いかに愚かかがわかったところで、まずは電子部品の分類について覚えていきましょう。ここはちゃんとした説明が、これだけシリーズにはありませんでしたので、僕もかなり苦労しましたｗ
これからは、電池のさきにつけるものの事を、
電子部品もしくは素子
と呼びましょう。
そして、その電子部品は、おおまかに分類すると以下のようになります。
あ。素子っていうのは、一番細かな電子部品みたいな感覚で覚えればいいと思います。
受動素子
まずは受動素子です。
これは、今日も解説しますし、電験で一番よく出てくる電子部品になります。
早速、wikiペディアの情報を掲載します。
【wikiペディアの解説】
受動素子（じゅどうそし、Passive element、Passive component）は、供給された電力を消費・蓄積・放出する[1]素子で、増幅・整流などの能動動作を行わないものを言う。
一方、真空管、継電器（リレー）やトランジスタ[2]など入力信号として小さな電力、電圧または電流を入れて、大きな出力信号として電力、電圧または電流の変化を得られる素子は能動素子（のうどうそし、Active element、Active component）と呼ばれ、その入力と出力の比率を利得という。
受動素子と電源とで構成された電気回路を受動回路という。ja.wikipedia.org
これが一番元となる部品といっても過言ではないと思います。
いろんな名前がでてきますが、主に扱うのをまとめると以下の電子部品になります。
- 抵抗器
- コンデンサ
- コイル
でてきました！抵抗器！！
ここにいたんですね。
この3つの電子部品と、ほかのものを分けて覚えていかないと、電験ではあたまがぐっちゃぐちゃになってしまいます。
まずはここをしっかり押さえないといけません。
能動素子
続いて能動素子です。
これは、受動素子以外の電子部品みたいな位置づけで大丈夫だと思います。
同じくwikiペディアの解説をみてみると、
【wikiペディアの解説】
能動素子（のうどうそし、Active element、Active component）は、供給された電力で増幅（amplification)・整流（rectification）などの能動動作を行う素子を言う。ja.wikipedia.org
なかなかシンプルな解説ですが。
ようは、
- 電気の流れを整えるもの
- 電気を増幅したりするもの
という役割を担う電子部品の事などを指します。
これも電験で出てきますが、受動素子の3つとは分けて勉強した方が、理解が深まりやすいと思います。
その他製品など
その他製品などとは、受動素子と能動素子を複雑に組み合わせたものや、僕たちがよく目にするスマホやパソコン、テレビなどの事を指します。
小学生で習った豆電球ありますよね？
僕たちは、これを抵抗と呼んで教えられてきました。
これからは、電気のプロを目指す試験にチャレンジするのです。
この感覚は今日から捨て去りましょう。
豆電球は抵抗ではなく製品である。
という事です。
電化製品などは、複雑に素子が組み合わさってできています。
その製品が、どれくらいの電圧で動作するか、その時どれくらいの抵抗値になって、いくらの電流が流れるのかを、メーカーの方が細かく設計して作られていますので、製品を扱うときは、定格〇〇というものを参考に計算します。
前説が長くなりましたが、とりあえずwikiペディアの解説を見てみましょう。
【wikiペディアの解説】
以下の分類はあくまで一例である。
上記は一部を引用したものです。
もっと見たい方はwikiでどうぞ。
つまり、特殊な電子部品や製品となったものをその他として分類していますよね。
僕もかなりの長い間、豆電球＝抵抗として認識していましたw
みなさんもその呪縛から早く抜け出して、電気のプロになってください！！
まずは受動素子を攻略せよ！
ってわけで、早速、抵抗、コイル、コンデンサの3種類（受動素子）について、基本を解説していきたいと思います。
抵抗
オームの法則出てくるアレです。
一番初めに習う抵抗が、この抵抗です。
<出典：wikiペディアより>
他にもいろいろ種類はありますが、写真で見るとこんな形をしています。
オームの法則を直流の電圧、電流で考えていた時は、この物体を繋げて電気を流していたんですね。
基本的な内容を表にしてみましたので参考にしてみてください。
ちなみに抵抗については、必殺ムラタ製作所さんがわかりやすく動画付きで解説されていましたので、リンクを貼っておきます。
【ムラタ製作所さんの解説】
抵抗器は電気を流れにくくする電子部品です。
流れる電気の量を制限したり調整したりすることで、
電子回路を適正に動作させる役割をもつ大切な部品です。
コイル
コイルはコイルです。
なんのこっちゃ。
これは学校で実験をやった方も多いのではないかと思いますが、金属の棒に銅の針金みたいなのををぐるぐる巻いて、両端から電圧をかけると磁石になるってやつです。
<出典：wikiペディアより>
これもコイルの代表的なものの写真です。
これには独特の性質があります。とりあえず表にまとめましたのでご覧ください。
こちらもムラタ製作所さんが、ど素人にやさしく丁寧に解説されていましたのでリンクを貼っておきます。
【ムラタ製作所さんの解説】
コイルは電気と磁気を互いに作用させて色々なはたらきをします。コンデンサ、抵抗器と合わせて、電子回路の基本ととなる部品です。
インダクタとも呼ばれています。www.murata.com
コンデンサ
最後にコンデンサです。
これは普段あまり目にしない方が多いのではないでしょうか。
僕は過去に一度だけ、パソコンの自作にチャレンジしたことがありますので、えらい数のコンデンサがマザーボードにくっついていたのを記憶しています。
<出典：wikiペディア>
これは寝転がってる写真ですので、わかりにくいかもしれませんが、実際は基盤の上に立っておられます。
これも独特な特性があり、その特性を生かしていい仕事するやつですので、覚えてやって下さい。とりあえず表にまとめております。
こちらも天下のムラタ製作所さんが、どあほにわかるように丁寧に解説されています。
もし僕が若かったら、頑張って勉強して、ムラタ製作所さんみたいな理解のある会社に行けばよかったなとつくづく思いますｗ
あ、リンクね。ちゃんと貼っておきますので。
【ムラタ製作所さんの解説】
コンデンサは電気を蓄えたり放出したりする電子部品です。
直流を通さないで絶縁するはたらきもあります。
電子回路では必ず使うと言って良いほど、電子機器に欠かせない部品です。www.murata.com
③受動素子を軽～く紹介
受動素子については、それぞれ違った役目があり、電験では別々の法則や公式を覚えて対処しなければいません。
また、この『抵抗とは？』の項目では、主に受動素子の解説をメインでやっていきたいと思いますので、受動素子については、各素子の名前とイメージ画像、簡単な解説のみにさせていただきます。
紹介する部品はごく一部ですが、初めは、こんなのがあるよ的に雰囲気だけ分っていただければ結構です。
ダイオード
<出典：wikiペディア>
この写真はダイオードの写真です。
でも、最近メジャーになっているダイオードといえばこれ。
<出典：wikiペディア>
発光ダイオード（LED）
ですよね。
LEDランプは平成になってから発明された素晴らしい部品です。最近の車のライトもLEDで作られています。
ざっくり説明すると、
- 電気の流れを整えるもの
- LEDランプも仲間です
となります。
この辺は、ど素人の味方、ムラタ製作所さんが上手に解説されていますので参考にしてみてください。
【ムラタ製作所さんの解説】
ダイオードは、電気の流れを一方通行にする部品です。
トランジスタやICなどと同じ仲間で、能動部品と呼ばれます。
半導体を用いた基本的な部品です。
さすがっすね！！
トランジスタ
<出典：wikiペディア>
これは部品メーカーのCMとかでよく聞きますね。
ざっくりいうと、
- 電気信号を増幅するためのもの
- オンとオフをきりかえたりするもの
です。
今でさえかなり小さな部品になっていますが、昔は真空管というものがつかわれていたようです。
【イーケイジャパン エレキット】6L6GCシングル真空管アンプキット TU-8200 【メーカー直送 代引き不可】
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- ショップ: あきばお〜楽天市場支店
- 価格: 50,358円
楽天に真空管アンプがありました。
いやぁ。レトロでかっこいいっすね！
この突き出たのが真空管で、スイッチを入れるとプラズマのように青白く光るものもあるようです。（光らないやつもあるようですが）
これもムラタ製作所さんがナイスな解説をされていましたので、解説とリンクを貼っておきます。
【ムラタ製作所さんの解説】
トランジスタは電気の流れをコントロールする部品です。
半導体でできた能動部品の代表と言われるぐらいとても重要な部品で、いろんな電子回路で活躍しています。
オペアンプ
これは、、、パソコンの基盤を見たことある人は知ってるかもしれません。
見た感じ、
攻殻機動隊に出てきそうなロボットっぽぃ。
っすけど、これも電験に出てきやがります。
ざっくりいうと、
- これは集積回路と呼ばれる部品
- 微弱な信号を恐ろしく増幅できちゃうしろもの
です。
これはさすがのムラタさんには載っていなかったので、ライバルブログで悔しいのですが、いや、勝手に僕がそう思ってるだけですが、そこで『宇宙一わかりやすく』解説してくれているサイトのリンクを貼っておきます。
www.yukisako.xyz
まとめ
ここまで、電子部品の分類とその説明を行ってきました。
電験3種では、初めに受動素子を勉強し、その後、能動素子を一つずつ勉強するという流れになると思います。
今日のをまとめると、
- 電源の先に繋げるものには、受動素子、能動素子、その他製品などがある
- 受動素子は、抵抗、コイル、コンデンサがメインである
- 能動素子はいろいろあり、その素子ごとに特性を把握していった方がよい
といった感じです。
ひとまずは、受動素子についてしっかりと把握できればよいと思います。
次は、受動素子が、電子回路の中でどのようなふるまいをしているかを解説していきたいと思いますので、ど素人諸君！こうご期待ですっ！！
これまで読んでくださりありがとうございました。
