【Active parts】 電子部品

電子部品を使いこなそう
 マイコンボードでモータやセンサを直接制御できない場合があります。そこで、電子回路を用いてモータやセンサを制御させます。
   

電気抵抗

電気抵抗(抵抗)とは、電気の流れを流れにくくさせる部品です。
   
記号

   固定抵抗 可変抵抗
新規格
旧規格

     

   ・電圧を変更出来ます。
      電気抵抗  大きい → 電流は流れにくい
            小さい → 電流は流れやすい
     
   ・必要な電圧を分配出来ます。

             オームの法則
             V=IR         (1)
              V : 電圧[V] ​
                R : 抵抗[Ω] ​
                I  : 電流[A])
      
                 電力の公式
                      P=VI          (2)

                P : 電力[W]
                   P=P1∔P2          (3) 
                  式(3)より、
                   VI=V1I+V2I 
                       I=一定 
                   V=V1+V2
    
                     << 例 >>
                  下記の図のそれぞれの電力を計算しなさい、
                       << 解答 >> 
                        下記の様になります。

  
     ・高温になります。
      白熱電球・電熱線は抵抗に電気を流すことで高温になります。 

トランジスタ
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。
 
記号 

NPNトランジスタ PNPトランジスタ

     

・スイッチング作用

スイッチを押すとBに電流が流れ、トランジスタが作動しモーターが動きます。
少ない電圧でスイッチになります。
IBを上げていくとICも高くなります
   G=$\frac{I\scriptsize{C}}{I\scriptsize{B}}$
     G:ゲイン
      ※ S8050はDC Current Gain   85-300  (データシートより) 
     IB:ベース側電流(A)
     IC:コレクタ側電流(A)

      C:コレクタ電極
      B:ベース電極
      E:エミッタ電極 
    例 ゲイン が 100 、コレクタ側電流が 100 (mA)の時
      G=100
      G=$\frac{I\scriptsize{C}}{I\scriptsize{B}}$
      IE=  100(mA)
      ${I\scriptsize{B}}$=$\frac{I\scriptsize{C}}{G}$
                                 =  1 (mA) 
    

・電流電圧の増幅作用
   マイクで入力した波形をコンデンサを用いると出力が高まります。
    

ダイオード
ダイオードは電気の流れを一方通行で流す部品です。
     
記号 
   
  

・電気の流れを一方通行にする

 ダイオードは、電気の流れを一方通行にする電子部品で、アノード側にプラスをカソード側にマイナスの電圧を加えることを順方向電圧(順方向バイアス)といいこの時、電気は流れます。アノード側にマイナスをカソード側にプラスの電圧を加えることを逆方向電圧(逆方向バイアス)といいこの時、電気は流れません。
  
   順方向電圧の時 電気が流れる
   逆方向電圧の時 電気が流れない

・電子デバイスの保護用

 モータを停止時に逆方向の電圧が発生します。このことをコイルサージ、逆起電圧とも呼びます。
 逆起電力は瞬間的に大きな電圧がかかると誤動作や破壊の原理になります。
  
・電圧制御

 一方向にしか流れない特性がありますが、逆方向から電圧が一定値を超えると逆方向に流れてしまいます。その時に流れる電流が増えても電圧が変わらない性質があります。これを降伏現象と呼びます。
 
・ダイオード検波

 AM検波ラジオからAM波から音声信号を取り出すことが出来ます。AM波から音声信号を取り出すことを検波とよびます。
   
・発光ダイオード
    電流が流れと発光します。
   
・電流変換
    光を電流に変える性質があり、太陽電池にあたります。
コンデンサ
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
電子工作などで用いるコンデンサの静電容量は非常に小さく
                    100万分の1にあたるµF (マイクロファラッド)
                    1兆分の1にあたるpF (ピコファラッド)    使用

コンデンサの静電容量は、本体に表示されていますが、小型のコンデンサでは3つの数字を使って表します。

たとえば「104」であれば・・・ 10に10を4回掛ける=100,000pF=0.1µF
●第1・第2数字・・・数値

●第3数字・・・10を掛け算する回数

●単位はpF

     
記号 
   
  

・電圧を安定させる

 電圧の変圧の変動を抑えたり、低下を補償し電圧がほぼ一定な電流に安定して供給が出来ます。 
   
・きれいな直流にします。

 直流と交流を分けられます。
   
・ノイズフィルタ

 高周波のノイズをカットします。
  
・フラッシュ

 電荷を蓄えるだけでなく放電もでき、コンデンサが電源になります。
 カメラのストロボ発光でカメラに内蔵したコンデンサに電荷をためておき、一気に放出させて強くフラッシュにも活用できます。
まとめ
電子工作には必要でよく使う部品を紹介しました。電子回路の保護や誤動作防止に役立ちますが間違って使用すると破裂したり、燃えたりします。トランジスタは高温になり火傷やコンデンサは電気を蓄える性質があるため感電の可能性もあります。取り扱いは十分注意して下さい。

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