抵抗器

抵抗器は、電流の伝達を妨げ、ジュール効果によって電気エネルギーを熱エネルギーに変換できる要素です。それらはオーミックまたは非オーミックにすることができます。回路内での関係に応じて、等価抵抗を計算できます。

抵抗についてのまとめ

オーム抵抗器は、オームの第一法則に従う抵抗器です。
非オーム抵抗器は、オームの第一法則に従わない抵抗器です。
オームの第一法則は、電圧が電気抵抗と電流に比例することを決定する法則です。
オームの第二法則は、電気抵抗が導体の電気抵抗率と長さに比例し、導体の断面積に反比例することを証明する法則です。
材料には、電流の通過を防ぐ電気抵抗率として知られる特性がある場合があります。
抵抗は直列、並列、または混合して接続できます。
- 直列接続では、抵抗器は電気回路の同じ分岐内にあります。
- 並列接続では、抵抗器は電気回路の異なる分岐にあります。
- 混合接続では、抵抗器は直列と並列に同時に接続されます。

抵抗器は、電気回路の残りの部分への電流の伝播を防ぐことに加えて、電気エネルギーを電圧から熱エネルギー（熱）に変換することを目的として電気回路に設置されるデバイスです。テレビ、携帯電話、シャワー、ストレートアイロンなど、あらゆる電化製品に接続されています。

以下の図に示すように、それらはジグザグまたは正方形で表すことができます。

抵抗器はオーミックと非オーミックに分類できます。オーム抵抗器は、オームの第一法則に従って動作する抵抗器です。非オーム抵抗器は、オームの第一法則に従って動作しない抵抗器であり、携帯電話や電卓などのさまざまな機器に接続されます。

オームの第一法則は、抵抗器を備えた回路に電圧を加えると電流が流れることを決定します。それを通じて、電圧、電気抵抗、電流の間の比例関係が得られます。この法則は次の式を使用して計算されます。

\(U=R\cdot i\)

これは次のように表示されることもあります。

\(R=\frac{U}{i}\)

オームの第 2 法則は、電気抵抗が導体の抵抗率と寸法によって変化することを表します。したがって、電気抵抗は電気抵抗率と長さに比例しますが、導体の断面積には反比例します。この法則は次の式を使用して計算されます。

\(R=\rho\cdot\frac{L}{A}\)

電気抵抗率は材料の固有の特性です。それは、導体内の電流の輸送にどれだけ抵抗できるかを決定します。材料の電気抵抗率が大きいほど、電流が流れにくくなります。

以下で説明するように、電気回路内で抵抗を直列、並列、または混合して接続することができます。

抵抗器を電気回路の同じ分岐に接続すると、抵抗器は直列に接続されます。この関連付けでは、各抵抗器の電圧値は異なりますが、同じ電流値が流れます。次に、シリーズの関連付けのイメージを見てみましょう。

この関連付けでは、等価抵抗は次の式を使用して計算されます。

\({R_{eq}=R}_1+R_2\ldots R_N\)

- R _{eq は}、オーム [Ω] で測定される等価抵抗です。
- R _{1 は}最初の抵抗器の抵抗値で、単位はオーム [Ω] です。
- R _{2 は}2 番目の抵抗器の抵抗値で、単位はオーム [Ω] です。
- R _Nは n 番目の抵抗の抵抗値で、単位はオーム [Ω] です。
並列関連付け

抵抗器を電気回路内の異なる分岐に接続すると、抵抗器が並列に接続されます。この関連付けでは、各抵抗器には異なる値の電流が流れますが、電圧値は同じです。次に、関連付けのイメージを並行して見ていきます。

この関連付けでは、等価抵抗は次の式を使用して計算されます。

\(\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\ldots\frac{1}{R_N}\)

これは次のように表すことができます。

\(R_{eq}=\frac{R_1\cdot R_2\cdot{\ldots R}_N}{R_1+R_2+{\ldots R}_N}\)

抵抗器の混合接続は、抵抗器を並列接続および直列接続するときに同時に発生します。この場合、等価抵抗を計算する公式がないため、直列接続と並列接続の公式を使用します。次に、混合関連のイメージを見てみましょう。