抵抗ストリップを直列に接続するとどうなりますか?

ちょっと、そこ！抵抗ストリップのサプライヤーとして、私は最近、抵抗ストリップを直列に接続すると何が起こるかについて多くの質問を受けています。そこで、このトピックに関する洞察を共有するために、腰を据えてブログ投稿を書こうと思いました。

まず最初に、抵抗ストリップとは何かを簡単に説明します。抵抗ストリップは基本的に、特定の抵抗値を持つ導電性材料の長くて薄いストリップです。これらは、発熱体、分圧器、電流制限器など、さまざまな電気用途で一般的に使用されています。

ここで、抵抗ストリップを直列に接続すると、基本的に、電流が各ストリップに順番に流れるように、抵抗ストリップを次々に並べることになります。これは、回路全体の電気特性にいくつかの重要な影響を与えます。

1. 総抵抗値が増加する

抵抗ストリップを直列に接続すると最も明らかな現象は、回路の合計抵抗が増加することです。これは、直列回路の合計抵抗 (R_total) が各コンポーネントの個々の抵抗の単純な合計であるためです。したがって、抵抗 R1、R2、および R3 を持つ 3 つの抵抗ストリップがある場合、合計抵抗は次のようになります。

R_total = R1 + R2 + R3

たとえば、抵抗が 10 オーム、20 オーム、30 オームの 3 つの抵抗ストリップがあるとします。それらを直列に接続すると、合計抵抗は次のようになります。

R_total = 10 + 20 + 30 = 60 オーム

この抵抗の増加は、回路を流れる電流を制限する必要があるアプリケーションで役立ちます。合計抵抗を増やすことで、通過できる電流の量を減らすことができ、敏感なコンポーネントを損傷から保護するのに役立ちます。

2. 電流は同じまま

直列回路について注意すべきもう 1 つの重要な点は、各コンポーネントを流れる電流が同じであることです。これは、電流が流れる経路が 1 つしかないため、電流は各抵抗ストリップを順番に通過する必要があるためです。

オームの法則 (V = IR、V は電圧、I は電流、R は抵抗) によれば、回路の合計抵抗が増加し、電圧が一定のままであれば、電流は減少します。しかし、直列回路自体の中では、電流はどの点でも同じです。

したがって、12 ボルトの電源と合計抵抗が 60 オームの回路がある場合 (上記の例のように)、回路を流れる電流は次のようになります。

I = V / R_total = 12 / 60 = 0.2 アンペア

そして、この 0.2 アンペアの電流は、直列回路内の 3 つの抵抗ストリップのそれぞれを流れます。

3. 各ストリップ間の電圧降下

直列回路内の各抵抗ストリップを流れる電流は同じであるため、各ストリップの電圧降下は個々の抵抗に依存します。オームの法則によれば、コンポーネントの両端の電圧降下 (V_drop) は、コンポーネントを流れる電流にその抵抗を乗算した値 (V_drop = I * R) に等しくなります。

したがって、3 つの抵抗ストリップ (10 オーム、20 オーム、および 30 オーム) と 0.2 アンペアの電流を使用した例では、各ストリップでの電圧降下は次のようになります。

• 10 Ω ストリップの場合: V_drop1 = 0.2 * 10 = 2 ボルト
• 20 Ω ストリップの場合: V_drop2 = 0.2 * 20 = 4 ボルト
• 30 Ω ストリップの場合: V_drop3 = 0.2 * 30 = 6 ボルト

各ストリップの電圧降下の合計は、電源の合計電圧 (2 + 4 + 6 = 12 ボルト) に等しいことに注意してください。これはキルヒホッフの電圧法則として知られており、回路の閉ループ内の電圧降下の合計はループに印加される合計電圧に等しくなければならないと述べています。

直列接続された抵抗ストリップの用途

抵抗ストリップを直列に接続すると何が起こるかがわかったので、この構成の実際の応用例をいくつか見てみましょう。

発熱体

直列接続された抵抗ストリップの一般的な用途の 1 つは、発熱体です。複数の抵抗ストリップを直列に接続すると、発熱体の総抵抗が増加し、発熱量が増加します。これは、抵抗によって消費される電力 (P = I^2 * R) が電流と抵抗の 2 乗に比例するためです。したがって、抵抗を増やすと、電力が増加し、ひいては熱出力が増加します。

たとえば、工業用暖房システムでは、いくつかの暖房システムを使用する場合があります。Cr20Al5望ましい加熱効果を達成するために直列に接続された抵抗ストリップ。

分圧器

別の用途は分圧器です。分圧器は、入力電圧をより小さな比例出力電圧に分割する回路です。抵抗ストリップを直列に接続すると、抵抗に応じて各ストリップの出力電圧が入力電圧の一部となる分圧回路を作成できます。

これは、回路内のさまざまなコンポーネントにさまざまな電圧レベルを提供する必要があるアプリケーションで役立ちます。たとえば、電子デバイスでは、次のもので構成される分圧器を使用することがあります。0Cr25Al5 平坦抵抗ストリップ特定のコンポーネントに低い電圧を供給します。

電流リミッタ

前述したように、直列接続された抵抗ストリップは電流制限器としても使用できます。回路の合計抵抗を増やすことにより、回路を流れる電流量を制限することができ、敏感なコンポーネントを過電流による損傷から保護することができます。

たとえば、電源回路では、一連の0Cr21Al6Nb電流を安全なレベルに制限するために抵抗ストリップを使用します。

直列接続に適した抵抗ストリップの選択

直列接続用の抵抗ストリップを選択する場合、留意すべき点がいくつかあります。

抵抗値

何よりもまず、各ストリップの抵抗値を考慮する必要があります。これまで見てきたように、直列回路の合計抵抗は個々の抵抗の合計であるため、目的の合計抵抗を達成するには、適切な抵抗値を持つストリップを選択する必要があります。

定格電力

各ストリップの電力定格も考慮する必要があります。電力定格は、ストリップが過熱することなく安全に放散できる最大電力量を示します。直列回路では、各ストリップによって消費される電力は、その抵抗とそこを流れる電流によって決まります。したがって、各ストリップが回路内で消費する電力を処理できる電力定格を持っていることを確認する必要があります。

温度係数

抵抗の温度係数も考慮すべき重要な要素です。この係数は、ストリップの抵抗が温度とともにどのように変化するかを示します。アプリケーションによっては、広い温度範囲にわたって抵抗を安定させるために、温度係数の低い抵抗ストリップが必要になる場合があります。

結論

結論として、抵抗ストリップを直列に接続すると、総抵抗の増加、回路全体の定電流、各ストリップの電圧降下など、回路の電気的特性にいくつかの重要な影響があります。この構成には、加熱素子、分圧器、電流制限器など、さまざまな実用的な用途があります。

抵抗ストリップのサプライヤーとして、私はお客様のニーズを満たす高品質の製品を幅広く取り揃えています。探しているかどうかCr20Al5、0Cr25Al5 平坦抵抗ストリップ、 または0Cr21Al6Nb、お客様の用途に適した抵抗ストリップを提供できます。

当社の抵抗ストリップについてさらに詳しく知りたい場合、または直列接続について質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。喜んでお客様の要件について話し合い、プロジェクトに最適なソリューションを見つけるお手伝いをさせていただきます。会話を始めて、お客様の電気ニーズを満たすためにどのように協力できるかを考えてみましょう。

参考文献

• サーウェイ、RA、ジュエット、JW (2018)。現代物理学を備えた科学者とエンジニアのための物理学。センゲージ学習。
• ホロヴィッツ、P.、ヒル、W. (2015)。エレクトロニクスの芸術。ケンブリッジ大学出版局。