電気電子設計/回路基礎

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回路基礎 †

1.回路基礎 †

■必須の受動回路コンポーネント
回路の動作を理解する上で、必須の受動回路構成を説明します。基本的かつ頻出のものに限定。

1.オームの法則 †

■回路の基本式

回路の基本式としては、オームの法則があります。

E = RI ---①式

* (このときE[V] ,R[Ω] ,I[A])

意味としては電流と電圧は比例する、というもの。

図1.V-I特性
この関係が成り立つ素子を、オーミック素子という。

さっそく例題1.下図1-1で抵抗RLに流れる電流はいくつか？

図1-1.E-R回路

E= R Iを適用。
回答は下図の通り。

図1-２.E-R回路

このE=RIの関係が、成り立たない素子を、ノンオーミック素子という。身近な電球やLEDは成り立たたない。

LEDの特性は下記図2のようになります。

図2. LEDのV-I特性
電圧が思ったより伸びなくなります。
下図3 は実際の特性です。

図3. LED(実物)V-I特性

ダイオードは、ある一定の電圧以上を加えると抵抗がほぼないので電流が際限なく流れます。
どうやって計算するのでしょうか？図4参照ください。
特性グラフから求めます。

図4. LED(実物)V-I特性

尚マイコンなどのポートで制御したい場合、よくある構成4パターンを下図5に示します。

図5.ポート制御LED構成

2.分圧 †

下記を考えます。

図6.分圧問い

まずは電流を考えます。直流回路はどこでも同じ電流がながれるから共通に考えることができます。
下図の通り。

図7.分圧回答
一般的に、

Vab = E×RL/(Rd + RL) ---②式

未来 "電気電子設計(中級)/交流理論（基礎1)"から飛んできた人は下記便利リンクから戻れます。
電気電子設計(中級)/交流理論(基礎1)

3.複数電源の扱い †

■加算回路
回路上に複数電源あった場合の考え方です。

下記に一例を示します。このときIはいくつでしょうか？

図8.可算回路1

考え方。
直列、並列回路網では同時に考える必要はなく、電源1つ1つの寄与電流を求め、足し合わせるだけでよいです。
そのとき、考慮対象とならない逆側の電圧はどうしたらよいでしょうか？

答えは、ショートです。

そうでなければ定電圧を供給できないからです。定電圧源の内部抵抗は理想的には0です。なぜなら、内部抵抗を持つと、その部分で電圧降下が生じ、定電圧とならないからです。

下記①、②、③ステップで求めます。