電子工作でも重要な部品「抵抗器」の役割とは

はてなマークが書かれている紙

電子工作で必ずと言っていいほど使用する部品として、抵抗器があります。抵抗器の数値(Ω)は色のついた帯で表示される決まりになっていて、この表記方法やルールは世界共通です。電気を扱う場合には必ず回路のどこかには組み込まれていて、電子工作には不可欠な存在です。

電子回路に用いられる銅線は電気を通しやすいので、電池に接続すると大量の電流が流れます。トランジスタや発光ダイオードに高い電圧がかかると素子が破壊されてしまいますし、短時間で電池が空になってしまいます。回路の電流量を制限する役割を果たす電子部品が、抵抗器です。回路の中に抵抗を組み込むことで、電流を絞ったり電圧を下げることができます。

回路を分岐させる場合、単純に銅線を枝分かれさせると両方に同じ電圧・電流が流れます。分岐させた回路に流れる電流量の割合を変えたい時も、抵抗を入れて片方の電流量を絞る方法が用いられます。抵抗器は回路全体の電流量を制限するという地味な電子部品ですが、非常に重要な役割を果たしています。

抵抗器は回路に使用される半導体の両端にかかる電圧を調整する目的でも使用され、電圧降下は抵抗値と電流の値に応じて決まります。オームの法則に基づき、抵抗のある部分で降下する電圧は電流と抵抗値を掛けた数値になります。例えば1Aの電流が流れる回路に1オームの抵抗を組み込むと、両端で1V分の電圧降下が起こります。トランジスタやダイオードなどの半導体には耐電圧があるので、耐電圧以下に電圧を下げるためには抵抗器が必要不可欠な存在です。

電子回路によっては、使用時に電流を変えて音や光の出力を調整することができるものがあります。例えばスピーカーやイヤホンの音量を調節すすためには、電流量を変化させることで音声の出力値を任意のレベルに設定することができます。このような場合は、可変抵抗器と呼ばれる部品が用いられます。つまみを操作して抵抗値を変化させることができるので、スピーカーやイヤホンの音量を調節させる機能を持たせるために使用されます。市販のオーディオ装置の音量調節の回転ノブは、可変抵抗器になっています。

電流が抵抗を通過すると電気のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換されるので、熱対策が必要になる場合があります。変換される熱エネルギーは、電流と抵抗の両端にかかる電圧を掛けた値になります。ちなみに熱を発生させるための電熱線も、回路を設計する際は抵抗器として扱われます。