抵抗電力計算機
電圧、電流、抵抗から消費電力を計算し、余裕を持たせた定格電力を求めます。
抵抗の消費電力と定格
電気量を二つ入力してください。オームの法則を使って計算し、二倍の安全余裕を持つ定格を推奨します。
抵抗の定格電力について
抵抗は電流が流れると電気エネルギーを熱に変換します。定格電力は、指定された条件下でメーカーの温度上限を超えずに放散できる熱量を示します。そのため、回路設計では抵抗値を決めるだけでなく、想定される消費電力を計算し、熱的な余裕を持つ部品を選ぶ必要があります。この計算機は電圧、電流、抵抗のうち二つを受け取り、オームの法則の適切な形を使って電力を求めます。
電圧と電流が分かる場合、電力は電圧と電流の積です。電圧と抵抗が分かる場合は電圧の二乗を抵抗で割り、電流と抵抗が分かる場合は電流の二乗に抵抗を掛けます。三つの式は同じ動作点を表すため、整合する入力なら同じ結果になります。入力単位はボルト、アンペア、オームで、結果はワットで表示されます。三項目すべてを入力した場合は電圧と電流を優先し、測定値の不整合を自動的に取り繕うことはありません。
計算される消費電力は、指定した定常動作条件で発生する熱量であり、そのまま購入すべき抵抗の定格を意味するわけではありません。このツールは計算電力の少なくとも二倍の定格を推奨します。これは負荷を定格の五十パーセントに抑える実用的な目安で、公差、通風、周囲温度、筐体内の温度上昇、電源変動に備えるものです。たとえば 0.4 watt を消費する抵抗に対し、名目上は上限以下だからという理由だけで 0.5-watt の部品を選ぶのは通常適切ではありません。1-watt の部品なら連続動作により余裕が生まれ、厳しい環境ではさらに余裕が必要です。
一般的な抵抗の定格には八分の一、四分の一、二分の一、一、二ワットや、それ以上があります。推奨値を下回る方向に丸めず、推奨値以上となる標準定格を選んでください。メーカーのデータシートでは、指定の周囲温度を超えるとディレーティングが必要なことが多く、表面実装抵抗の定格は銅パッド面積や基板構造にも大きく依存します。短いサージは長期平均電力が低くても抵抗を損傷させることがあるため、パルス負荷ではエネルギーとピーク電力を別途確認する必要があります。
理想的な公称値ではなく、回路で実際に起こり得る最大の電圧または電流を使ってください。安全が重要な場合は、部品の公差や故障条件も考慮します。この結果はバイアス回路、LED の電流制限、分圧回路、ブリーダー、ヒーター、負荷抵抗の初期設計確認に役立ちますが、熱試験やデータシートの制限に代わるものではありません。高電圧用途では最高使用電圧、沿面距離、抵抗体の電圧係数による制約もあります。設計確定前に、これらの仕様を別途確認してください。
抵抗電力の計算例
| 入力 | 消費電力と最小定格 | 用途 |
|---|---|---|
| 12 V と 0.5 A | 6 W、推奨 12 W | 中程度の直流負荷。 |
| 100 ohms に 10 V を印加 | 1 W、推奨 2 W | 分圧回路や負荷の計算。 |
| 220 ohms に 20 mA が流れる場合 | 0.088 W、推奨 0.176 W | 標準定格では四分の一ワットの抵抗が適しています。 |
抵抗の電力を計算する方法
- 電圧、電流、抵抗のうち、分かっている二つの値を入力します。
- 不明な電気量の欄は空白にします。
- 「抵抗の電力を計算」を選択して、消費電力を求めます。
- 推奨最小値以上の標準定格を持つ抵抗を選びます。
抵抗電力のよくある質問
抵抗の定格を計算電力より大きくするのはなぜですか?
定格の限界で使う抵抗は非常に熱くなり、条件の変化に対応する余裕がありません。容量に余裕を持たせると信頼性が高まり、温度、公差、通風の違いにも対応できます。
定格電力の大きい抵抗を使ってもよいですか?
抵抗値、公差、定格電圧、外形寸法が回路に適合すれば使えます。定格電力が大きくても、抵抗の消費電力が強制的に増えるわけではありません。
どの電力式を使えばよいですか?
電圧と電流が分かるなら、その積を使います。抵抗が既知の場合は、等価な式である電圧の二乗を抵抗で割る形や、電流の二乗に抵抗を掛ける形が便利です。
パルス負荷にも対応していますか?
計算するのは定常状態または平均の消費電力のみです。スイッチング、サージ、間欠動作では、メーカーのパルスエネルギー曲線とピーク電圧の制限を確認してください。
三つの値をすべて入力するとどうなりますか?
電圧と電流を使って電力を計算します。抵抗値も参考として入力する場合は、オームの法則と整合していることを確認してください。