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2005-08-28

抵抗による分圧

なんで抵抗で違う電圧がとりだせるか不思議だったんだけど、やっと分かった気がする。7Ωと3Ωを直列に接続 (合計10Ω) し、10Vの電圧をかけたとき、この回路に流れる電流は、10V / 10Ω = 1A (オームの法則)。この電流は、それぞれの抵抗値に関係なく、どちらにも同じだけ流れている。7Ωの抵抗に電流1Aが流れているわけだから、オームの法則により 7Ω * 1A = 7V の電圧がかかる。3Ωの抵抗も同じく 3Ω * 1A = 3V の電圧がかかってる。そんなわけで、抵抗によって 7V と 3V に分圧されるらしい。

あと、抵抗による分圧と、抵抗の電圧降下は全く同じことをいってることがわかった。一回図を見るとアタリマエジャンとか思いそうになる……

でも、実際抵抗分圧による正負電源とかを作ろうと思っても、分圧のための抵抗をどの程度にすればいいかわからなくなる。10Ωだろうが1MΩだろうが分圧できるよなぁ。9V を ±4.5V にするのに 4.7kΩとかをよく見るけど、なんで 4.7kΩ なんだ……使う回路に流れる電流量 (+α) とかかなぁ……すなわち 10Ωだと 0.9A 回路に電流流せるけど使わない分だけ熱になって無駄とか、そういう? わからん。

ref. 4電圧降下

モノはためしなので、定電圧電源で 10V を作り、同じ抵抗値の抵抗二つで分圧・テスターで測定してみた。

1MΩ だと 3V とかその辺までしか出ず、しかも+と-とで電圧がだいぶ違った。後者は抵抗の誤差のせいか? 6.8kΩ でやってみると、5V 付近がどちらにも同じぐらいでる。中間とって 330k とかやってみると、これは 4V 付近しかでず、+と-とで誤差が出た。

抵抗値が大きくなるとどっかに電圧が消えてしまうらしい? なんでだろう。

Inserted at 2005-08-28T03:51:46+09:00

抵抗分圧によるデメリット 6.出来たけれど使えない

オペアンプに使うための電源なら普通+も-も流れる電流が同じぐらいだから大丈夫?

Inserted at 2005-08-28T04:49:13+09:00

あーそうか。大容量のコンデンサを使うと低音が出るっていうのは容量リアクタンスのアレのせいか。XC = 1 / ωC = 1 / 2πfC (XC: 容量リアクタンス [Ω], C: コンデンサの容量 [F], f: 周波数 [Hz]) で、周波数が高くなるほど、また容量が増えるほど抵抗値が落ちる。

分圧の話と関係ない。

Inserted at 2005-08-28T04:54:29+09:00

Comments (3)

ふうか's image
ふうか says:
あまりにでかい抵抗でやると電源の内部抵抗との差が小さくなって近似式からずれてくる(内部抵抗での消費電圧が高くなる)。んで逆にあまりに小さい抵抗でやると、実際に動かしたい回路に流れる電流が確保できなくなって実用的じゃない。だから回路の入力抵抗<<分圧ようの抵抗<<電源の内部抵抗っていう関係が成り立たないと、期待する動作を得られない。っていう事
2005-08-28T19:11:02+09:00
cho45(砂糖)'s image
cho45(砂糖) says:
やばい。さすが理系だ。 分圧の式が近似式なのかな。電源の内部抵抗とかわかんねー! 抵抗が小さいほうが電流確保できないのですか。分圧抵抗が消費しちまうってことかな。 やれやれわからんことだらけだ(w とにかくありがとう!
2005-08-28T23:42:42+09:00
ふうか's image
ふうか says:
近似式を立てる条件が全然違った。orz(←なぜか変換できない) 理想的な定電圧電源(定電流も)ってのは存在しえなくて、存在するとW=VA=V*(V/R)ってなるからRが無限に小さくなると無限にエネルギーが取り出せるっていうあり得ない話になっちゃうからなんだけど。それで理想的じゃない電源を考えるときどういう回路で考えるかっていうと、理想的な電源に内部抵抗r0(10^-3Ω~1Ω程度)が直列にくっついてるとかんがえんのね。そしたら実際に流れる電流 I(R+r0)=V ⇒ IR+I0r0=V。Vは有限だからr0→0のときI0r0≒0として考えられるけど、Rがr0に近い(例えばR=2*r0)のときI(R+r0)=V ⇒ 3*Ir0=V ⇒ I=V/(3*r0)となってRで消費される電圧Vr=IR=2V/3となって、期待してた電圧より下がっちゃうわけだ。だから分圧抵抗はある程度大きく無くてはならない。   抵抗が大きくて電圧が下がったってのは、電圧計の内部抵抗が原因で、電圧計の内部抵抗はなるべく大きく(数百kΩ~数十MΩ、一般的な(?)テスターだと800kΩくらい)作ってて、その内部抵抗に流れる電流でメーターを動かすんだけど測定対象の抵抗がこれに近いと、電圧計をつけたときの合成抵抗がつける前の回路抵抗と差異が生じて正確に測れなくなると。   電子回路で4.7kΩが多いのは10kHzの時の容量リアクタンスがC=470pF~47μFにするとXc≒22~0[kΩ]になるから~470[kΩ]オーダーの抵抗が使いやすいんじゃないかな。
2005-08-29T12:08:57+09:00

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CMoy Headphone Amplifier

ヘッドフォンアンプの完成写真

んなわけで CMoy 式のポケットヘッドフォンアンプを作る。OPAmpヘッドフォンアンプNo.2Chu Moyタイプヘッドホンアンプの製作を参考に、殆ど後者のページの b 回路で作った。けど部品の関係で 27Ω を 100Ω に、470pF は 1000pF 直列2個で 500pF 作ってやった。苦肉の策。電源は微妙に違う。分圧用抵抗は 4.7kΩ で、コンデンサは 220μF に。電解コンデンサはすべて OS-CON にし、抵抗は金属皮膜に。一応万全にしといた。ケースは前者のページの例を参考にタカチ HA1593-PG を使った。140円ぐらいの2連Aボリュームを使用。ここがネックか。ギャングエラーでてるけどそこまで音量落とさないのでいいです。ゲイン10倍だし……

今まで俺が作ったアンプってことごとくハムノイズ、あるいは発振しまくっていたんですけど、今回は大丈夫でした。電池だから? 定電圧電源でやったたときは出ていたような気もする。まぁ素敵。オペアンプにもよるみたいだけど、ボリューム MAX でもそんなにノイズ聞こえないです。今は NE5532P が刺さってます。

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