電気用語は難しい(オームの法則)

発光ダイオードは電源に直接つなぐと電流が流れすぎるため、電源とLEDの間に抵抗を挿入します。

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突然ですが問題です。
上記の回路図中の抵抗をなくしたらどうなるでしょう?

(i) LEDに電流が流れすぎる
(ii) LEDに電流が流れなくなる


電子回路入門講座


電子回路入門講座―アナログ・ディジタルからセンサ・制御回路までの「1.5.3抵抗器と抵抗」には以下のようにあります。

オームの法則が成り立つように作られた素子を抵抗器と言う。しかし、「器」がつくとがっちりした大きな素子思い浮かべる人がいるかもしれない。実際は炭素を主成分として作られた小さな抵抗器を単に抵抗と呼ぶことが多い。つまり「10Ωの抵抗」は正式には「10Ωの抵抗器」なのである。
レジスタンスの日本語は電気抵抗あるいは抵抗値であるが、普通は単に抵抗という。そのために不便や誤解が生じることは実際には少ないのは、実務に携わっている同士のあうんの呼吸によるものである。しかし初心者の教育においては言葉の定義が重要であり、あいまいなままでいろいろな技術用語を使うのは好ましくない。抵抗器は英語ではresistorである。本書ではこの用語のカタカナ表記として、レジスタも用いる。


解答


さて、これを踏まえて冒頭の設問について考えてみると「抵抗をなくす」の解釈によりどちらの答えも正解となりうることが分かります。

(i) 抵抗値(resistance,レジスタンス)をなくす(ゼロにする=短絡する)
(ii) 抵抗器(resistor,レジスタ)をなくす(取り外す=オープンにする)

オームの法則と抵抗


しかし、抵抗と言う言葉が、結局何を表しているのか分からなくなってしまう問題は、実は単純に日本語の訳のせいだけでは無いような気がしています。

では、他にどんなややこしい話があるのか?
それは、オームの法則と抵抗値(resistance)と抵抗器(resistor)の間の関係です。

抵抗器(resistor)はほぼ間違いなくオームの法則が成り立つ素子ですが、抵抗値(resistance)はオームの法則が成り立たない素子に関しても定義することができると言うことです。
オームの法則が成り立たない素子と言うのは、例えばダイオードやトランジスタなどの能動素子です。最近まとめたエントリでは、LTspiceで出力インピーダンスで求めたTL431を利用した定電流回路の出力インピーダンスもオームの法則が成り立っていません。

オームの法則


オームの法則についておさらいしましょう。
オームの法則は、以下の式で表される関係ですが、これを日本語に直すとどうなるのかをきちんと意識している人は案外少なかったりします。

V=R \times I

オームの法則は「一様な物質においては、その両端の電圧と内部に流れる電流の間に比例関係が見らる」というものです。

式の中のRはその比例定数で、

R=\frac{V}{I}

と表されます。これがオームの法則が成り立つ物体の抵抗値です。
言い換えると、オームの法則が成り立つモノと言うのは抵抗値Rが定数に成るモノということです。

しかしながら、この式を使えばオームの法則が成り立たないダイオードのような素子に関しても抵抗値を決定することができます。


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fig.2-3: ダイオードの抵抗値


そんなわけで、オームの法則が成り立つ抵抗をオーミックな抵抗、オームの法則が成り立たない抵抗を非オーミックな抵抗と呼んだりします。ややこしいですね。

関連エントリ




参考文献/使用機器




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