抵抗器 (Resistor)

基本概念

抵抗器 — 電流を制限する受動素子で、電気エネルギーを熱エネルギーに変換します。

記号:
  固定: ──┤├──   または   ──□□□──  (IEC)
  可変: ──┤├──   (ポテンショメータ/可変抵抗)
         ↗

実物: 軸方向リード (スルーホール) または SMD パッケージ

仕様

オームの法則の復習

V = I × R
P = I² × R = V² / R

抵抗器は電気エネルギーを熱に変換します: 各抵抗器は小さなヒーターです

色帯コード (4 色帯)

    帯1  帯2  帯3  帯4
    ┌─┐  ┌─┐  ┌─┐      ┌─┐
    │ │  │ │  │ │      │ │
────┘ └──┘ └──┘ └──────┘ └────
  桁1  桁2  倍率   許容差

色コード:
  黒=0, 茶=1, 赤=2, 橙=3, 黄=4
  緑=5, 青=6, 紫=7, 灰=8, 白=9

  金=×0.1 (±5%), 銀=×0.01 (±10%)

例: 茶黒赤金 = 1 → 0 → ×100 → ±5% = 1kΩ ±5%
    黄紫橙金 = 4 → 7 → ×1k  → ±5% = 47kΩ ±5%

5 色帯: 最初の3色で桁数 + 4色目で倍率 + 5色目で許容差 (より高精度)

一般的なタイプ

特殊な抵抗器

ポテンショメータ (Potentiometer)

     ┌──────┐
Vin ─┤ 可変  ├── Vout
     │ 分圧  │
GND ─┤      │
     └──────┘

- 3端子: 両端は固定抵抗、中央はスライダー
- 用途: ボリューム調整、明るさ調整、センサー

サーマルセンサー (Thermistor)

NTC (負の温度係数): 温度↑ → 抵抗値↓  (最も一般的)
PTC (正の温度係数): 温度↑ → 抵抗値↑  (過電流保護)

NTC 用途: 温度測定、突入電流抑制
B 定数: R(T) = R₂₅ × exp(B(1/T - 1/298))

光抵抗器 (LDR)

照度↑ → 抵抗値↓ (CdS 材質)
暗時抵抗: MΩ 級
明時抵抗: 数百Ω 級

用途: 自動夜間灯、光センサースイッチ

サージアブソーバー (Varistor/MOV)

電圧が閾値を超えると → 抵抗値が急激に低下
サージ保護に使用され、過渡的な過電圧を吸収します

典型例: 電源入力端の雷サージ保護

抵抗ネットワーク

プルアップ / プルダウン

プルアップ (Pull-up):
        Vcc
        │
        Rpu
        │
GPIO ───┼─── シグナル線
        │
      GND へスイッチ

プルダウン (Pull-down):
      シグナル線
        │
        Rpd
        │
       GND

役割: フローティング入力を防ぎ、デフォルトの論理レベルを確定させる
典型値: 4.7kΩ ~ 100kΩ

電流検出 (Shunt)

    ┌── Rs ──┐
    │  (mΩ)  │
  Iin        Load
    └────────┘

Vsense = I × Rs
→ Vsense を増幅して電流値を取得

Rs は小さいほど良い (損失を減らすため)
典型: 1mΩ ~ 100mΩ

選定ポイント

1. 抵抗値 — Eシリーズの標準値から選択 (E12/E24/E96)

   E12: 10,12,15,18,22,27,33,39,47,56,68,82 (×10ⁿ)
   E24: E12の間にさらに細かな値を挿入
   

2. 定格電力 — 実際の消費電力の ≥ 2倍を選択

   P = I²R → 100mA が 100Ω を流れる場合 = 1mW → 1/8W (125mW) で十分
   1A が 1Ω を流れる場合 = 1W → 少なくとも 2W 仕様を使用
   

3. 許容差 — LED 電流制限用は ±5% で十分、分圧器には ±1% を使用

4. TCR — 精密測定には低温漂 (例: ±25ppm) が必要

5. パッケージ — スルーホール: AXIAL-0.4; SMD: 0402/0603/0805/1206

キーワード: 抵抗, 色帯コード, 分圧器, プルアップ, プルダウン, サーマルセンサー, 電流検出, Eシリーズ