カーボン抵抗器

抵抗器は、電気抵抗を組み合わせて回路要素として機能する 2 端子の受動電気部品です。抵抗器は電子回路で使用され、電流の流れを減らし、信号レベルを調整し、電圧を分割し、能動素子にバイアスをかけ、伝送線路を終わらせます。抵抗を作るために、ニクロム、真鍮、プラチナ、タングステンなど、さまざまな金属や合金が使用されています。金属抵抗器とカーボン抵抗器を比較すると、抵抗器を大きくしないと高抵抗を作ることが難しく、効率が低下するため、ほとんどが電気抵抗が低いことがわかります。

抵抗を測定するために、カーボン抵抗器が多く使用されます。カーボン抵抗器は、非常に正確な抵抗値を与えることができます。それらは安価で小さく、タブレット、スマートフォン、ラップトップの CPU で使用される回路基板に組み込まれている可能性があります。金属ワイヤーは、多くの場所で見られるカーボンよりも高価であるため、これらすべての実用的な理由から選択されます.

カーボン抵抗器

カーボン抵抗器は、最も一般的なタイプの合成抵抗器です。それらはまた、最も一般的です。カーボン抵抗器は、電気回路と電子回路の両方で使用できる安価なタイプの抵抗器です。抵抗要素を使用して、細かく粉砕されたグラファイト (鉛筆の芯など) と非導電性の粘土粉末を混ぜ合わせて、すべてをくっつけます。混合物の全体的な抵抗値は、炭素粉とセラミック (導体と絶縁体) の比率によって決まります。炭素が多いほど、混合物の全体的な抵抗が低くなります。この例では、混合物は、示されているように電気接続を行うために両端に金属ワイヤまたはリードが取り付けられた円筒形に成形されています。次に、示されているように、外側の断熱材と色分けされたマーキングで覆われ、どれだけの抵抗があるかを示します。

カーボン抵抗器の部品

炭素抵抗器はさまざまなもので作ることができますが、以下は炭素抵抗器の部品の一部です。

セラミックコア

ニッケルキャップ

カーボンフィルム

リード

保護エポキシ層

カーボン抵抗器の働き

特定の用途のために電気または電子回路を作成する場合、回路基板には適切な量の抵抗が必要です。これは、小さな部品であるカーボン抵抗を使用して行われます。これらの部品は、電気の流れをある程度止めるために回路に接続されている抵抗の小さな塊です。

カーボン抵抗器では、セラミックコアの上にカーボンが置かれています。冷めると、沈み込んでいたカーボンがらせん状にエッチングされていきます。これにより、セラミックコアに巻き付けられたワイヤになります。カーボンスパイラルのピッチ、直径、長さはすべて、必要な抵抗に応じて変化します。コアの両端にはニッケル製のキャップがあり、カーボンとリードが確実に接触するようになっています。

カーボン抵抗器の長所と短所

炭素合成抵抗器は、非常に高エネルギーのパルスを処理できるため、他のタイプの抵抗器よりも大きな利点があります。抵抗器に電気が流れると、カーボン合成体全体がエネルギーを移動します。たとえば、巻線抵抗器は、電気を移動するために使用するワイヤがはるかに少なくなります。そのため、炭素ベースの抵抗器の熱質量ははるかに高く、より多くのエネルギーを蓄えることができます.巻線抵抗器はカーボン抵抗器よりも高価ですが、カーボン抵抗器はより多くの抵抗で作ることができ、はるかに安価です。ただし、温度係数、ノイズ、電圧依存性、負荷は期待できるほど良くありません。

50年前、多くの家電製品にカーボン合成抵抗が使われていました。抵抗値があまり安定していないため、このタイプの抵抗器は今日の高精度アプリケーションには適していません。 1年で最大5%変動する可能性があります。頻繁に使用すると、値はさらに変化します。70°C の周囲温度でフルパワーで 2000 時間のテストでは最大 15% です。はんだ付けは 2% 以上の差を生む可能性があります。

抵抗器の製造方法により、この不安定性は当然のことです。炭素は、加熱すると異なる速度で膨張するさまざまな材料で構成されています。導電性炭素粒子と非導電性バインダーが加熱または冷却されると、抵抗体に応力がかかります。力学が変化します。つまり、抵抗値が上下します。

また、カーボン合成抵抗器は、いろいろな材料でできているため、ノイズ特性が悪いです。電流が多いとノイズレベルが上がります。 0.25 W と 0.5 W の電圧に耐えることができる抵抗器があります。それらは 150 V と 500 V の電圧に耐えることができます。2 つのワイヤを一緒に接続すると、それらの間の抵抗は非常に低くなります (他のタイプよりも約 1 桁悪い)。 .また、このタイプの抵抗器の使用はあまり一般的ではありません。温度係数が約 1200 ppm/°C と高いためです。 -40～150℃が本機の使用可能範囲です。ただし、抵抗器は 70 °C を超えるとそれほど強くありません。

カーボン抵抗器の使用

結論

抵抗器は、回路要素として機能する 2 端子の受動電気部品です。それらは、電流の流れを減らし、信号レベルを調整し、電圧を分割し、アクティブな要素にバイアスをかけ、伝送ラインを終了するために電子回路で使用されます。カーボン抵抗器は、抵抗を測定する最も安価で一般的な方法です。これらの部品は、電気の流れを止めるために回路に接続されている抵抗の小さなパケットです。カーボン抵抗器は、非常に高エネルギーのパルスを処理できるため、他のタイプの抵抗器よりも大きな利点があります。

抵抗器の抵抗は、70°C の周囲温度でフルパワーで 2000 時間のテストを行うと、最大 15% 変動する可能性があります。はんだ付けにより、2% 以上の差が生じる可能性があります。 0.25Wと0.5Wの電圧に耐えられる抵抗器があります。