抵抗、コイル、コンデンサの日常的な実用
環境設備DG・Mr.アンドロイド皆さん、こんにちは。Mr.アンドロイドです。
皆さんはおそらく試験で抵抗(R)、コイル(L)、コンデンサ(C)の回路を見たことがあるかもしれません。この三つの要素は、外部から供給されたエネルギーを消費・蓄積・放出する部品であり、増幅や整流などの能動動作を行わないため、「受動部品」と言います。
今回は複雑な電子基板は置いておいて、もっと日常的な実用について解説させていただきます。
- 抵抗
抵抗は外部から供給されたエネルギーを消費しています。
$$ P = \frac{V^2}{R} $$
P: 消費電力 [W]
V: 電圧 [V]
R: 抵抗 [Ω]
簡単に言えば、電力を消費する家電は抵抗として扱えます(無効電力が0であるという前提)。例えば、家庭用電化製品の照明、ヒーター、アイロンなどは、等価回路において抵抗としてモデル化できます。
- コイル
コイルに電流が流れている時、エネルギーを磁界として蓄えられ、後で回路内で放電されます。
$$ U_L = \frac{1}{2} LI^2 $$
UL: コイルに蓄えられるエネルギー [J]
L : 自己インダクタンス [H]
I : 電流 [A]
コイルは電動機で使用されています。内部にはワイヤーが芯に巻かれた形状をしており、これがコイルの役割です。電流が流れると、それを磁界に変換し、それによって機械的な運動を引き起こす。
- コンデンサ
コンデンサに電圧をかかる時、エネルギーを電荷として蓄えられ、後で回路内で放電された。
$$ U_C = \frac{1}{2} CV^2 $$
UC: コンデンサに蓄えられているエネルギー [J]
C: コンデンサの静電容量 [F]
V: 電圧 [V]
スマートフォンの静電容量方式タッチパネルでは、コンデンサの原理が活用されています。人間の体は導体として機能するため、微弱な電流が流れます。指とセンサー電極の間で静電容量の変化を利用して、タッチ位置を感知します。
最後まで読んでいただき、ありがとうございました！
