可変抵抗器の種類・用途・電流制御の仕組みを解説
電気回路において、抵抗器は電流を完全にオン/オフせずに電流の流れを固定的に制限する役割を果たします。可変抵抗器は抵抗量を変化させることで、電流をより細かく制御できます。抵抗が増加すると電流量は減少します。可変抵抗器の例としては、ラジオの音量コントロールノブや照明用のディマースイッチがあります。リオスタットとポテンショメータはこれらのデバイスの2つの一般的なタイプです。
基本構成要素
可変抵抗器には2つの基本コンポーネントがあります。抵抗を提供する材料を「エレメント（抵抗体）」と呼びます。エレメントにはリニア（直線）またはログ（対数）の2タイプのトラック（軌道）があります。
リニアトラックとは、エレメント全体を通じて抵抗の変化が一定であることを意味します。一般的に、リニアトラック可変抵抗器ではワイパーがトラックの正確な中心にあるとき、全可能抵抗の半分になります。ログトラックは片端で抵抗変化が緩やかで、もう片端ではずっと急激です。ログトラックでは、エレメントの中間点は全可能抵抗の半分ではありません。
可動部品：ワイパー（ブラシ）
抵抗を設定するために使用される可動コンポーネントを「ワイパー」または「ブラシ」と呼びます。抵抗器の構造に応じて、ワイパーはスライドスイッチやノブで制御されることが多いです。回路を完成させるため、ワイパーはエレメントの長さのどこかで接触します。抵抗はワイパーがエレメントのどこに接触するかに基づいて変化します。
リオスタット
リオスタットは最もシンプルなタイプの可変抵抗器で、回路の全電流を扱うよう設計されています。一般的に2端子のみを持ち、制御する負荷と直列に配置されます。回路はエレメントとワイパーに直接配線されます。リオスタットはポテンショメータより一般的に大型です、扱う負荷が大きいためです。
視覚的に、エレメントはリオスタットの最も認識しやすい部分です。ワイヤー長が抵抗に影響するため、ワイヤーコイルが利用可能な長さを増やし、可能な抵抗を増加させます。ワイパーがコイルを通過すると、抵抗が増減します。
ポテンショメータ
ポテンショメータはリオスタットよりはるかに細かい制御を可能にする可変抵抗器で、電圧分割器としても機能するためです。電源から回路に利用可能な電圧とは異なる電圧を供給します。通常3端子を持ち、そのうち1つは基準電圧用で、精度を高めます。ポテンショメータのエレメントは通常カーボンフィルムです。
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