ㆍ抵抗器の取り扱い
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ㆍ実験ノートです!ぜひ、みてください。
ㆍ初めて作ったノートなので上手くいってなくってあとから赤で先生に訂正されました。
ᆢ日時 2026年4月14日
ᆢ天気 晴れ
ᆢ気温 24℃
ᆢ湿度 56%
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ノートテキスト
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1 〔目的〕 「すべり抵抗器」や「ダイヤル抵抗器」の仕組みと働きを理解し、これらの 抵抗器を正しく取り扱う方法を習得する。 また、 電気回路において、抵抗の役割 とオームの法則について学ぶ。 2 〔関連知識] 1. 電気抵抗 金属の内部は原子核 (陽イオン)が格子状に並んでおり、それぞれに電子の殻が ある。 外側の電子は自由電子として格子上を動き回ることができるので、金属は 導電性を持つことができる。金属に電位差(電圧)を印加すると、自由電子(-)は 正極(+)方向に運動をする。この自由電子の運動を電流という。このとき、自由電子は 陽イオンに衝突しながら、電位差(電圧)の強さに応じて全体として一定の速さで 動く。これを電気抵抗 (electrical resistance)といい、このとき発する熱をジュール熱と いう。 2. 抵抗率 Fig. 1に示すような、導体の電気抵抗Rは長さに比例し、断面積Sに反比例 (R=P/12)する。ρ(ロー)は比例定数で、電気抵抗率(resistivity)といい,特記のない場 合は室温(20℃)での値を示す。 10 15 S(m²) Z(m) e V(√) Fig.1 導体の抵抗 3. 抵抗の役割 1. 電流を調節する 2. 電圧を分ける 3. 発熱する
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4. すべり抵抗器 Fig. 2に示すのはすべり抵抗器で、陶器のボビン(筒)に金属線を巻いた抵抗上の 上を摺動子が移動するように作られている。 すべり抵抗器の構造をFig. 3に示す。 端子 a-bを利用すると固定抵抗器として 働き、端子 a-cを利用すると可変抵抗器として働く。 a ob 00 ・ブラシ co co 摺動子 R 図省略 Fig.3 すべり抵抗器(構造) Fig.4 すべり抵抗器(図記号) Fig.2 すべり抵抗器(外観) 5.ダイヤル抵抗器 Fig.5に示すのは、ダイヤル抵抗器で、精度の高い抵抗器を接続したダイヤルスイッチ を切り換えることで、抵抗値を段階的に変化できる。なお、正面の端子についているけ、L の記号の意味は、それぞれ,高電位側,低電位側を意味する。 ao- R ob 図省略 Fig.5 ダイヤル抵抗器 (外観) Fig.6 ダイヤル抵抗器 (図記号) 20 ※注意事項として、全て口の状態でぜったいに電気を流さないこと。 6.抵抗器の取り扱い 抵抗器には、定格値として電流値と抵抗値が示されている。定格電流は許容電流 (allowable current) とも呼ばれ、抵抗器に流すとどうなるか? 抵抗線が焼けて断線する恐れがある。回路や測定器具の故障やけどや火災に つながる。 ※配線をする時に、ダイアル抵抗器の抵抗値を最大にしておく。 -25 30 10 15->
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7.許容電流 抵抗器には、許容電流を示すかわりに電力が示されている。その電力をその抵抗器の 許容電力(allowable power)といい,//ow,w,wなどと、使用可能な最大電力が決められ ている。許容電流I (A)は抵抗R(Ω), 許容電力P(W) とすれば、P=IRの関係から、次のよう に表される。 I=(A) 3〔使用器具〕 Table 1 使用器具 機器の名称 記号 定格、型番など 直流電圧計(10V) ✗ YOKOGAWA 09011U 直流電流計(30mA) A YOKOGAWA 07815U 直流電源装置 E CUSTOM AP-1803 J18040005 抵抗計(テスター) すべり抵抗器 (600Ω) Rs ダイヤル抵抗器 R スイッチ S CUSTOM CDM-16DP0003441 YOKOGAWA B-19-329 N75G58 YOKOGAWA 40VU0098 SATO 7620 4〔結線図〕 Rs A S C S Rs A b R=6000 R=20052 Fig. 7 電流調節回路 a Fig.8 電圧調節回路 Fig.8について, ダイヤル抵抗Rに流れる電流とかかる電圧を計算で求められる よう、回路図を簡単に直せ。 すべり抵抗器の構造をよく考える。
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5〔実験方法〕 実験1抵抗値の測定 ① すべり抵抗器のブラシ位置調整つまみの移動範囲を5等分し、0~5の記をつける。 ②抵抗計を用いて、ブラシ位置調整つまみを0~5の各位置に設定したときの抵抗値 (端子 a-c間)を測定する。このとき,1目盛が何になるかを考えよ。 実験2 電流の調整 ① Fig.7のように結線する。 ②ダイヤル抵抗器尺の大きさを200に設定し、すべり抵抗器 Rs (600)の大きさを 最大にしてスイッチSを入れる。 ③ 電圧計の指示が5V-定となるように直線電源装置Eの出力電圧を調整する。 そして、すべり抵抗器 Rs のブラシ位置調整つまみ 0~5のそれぞれの位置に設定し, そのときの電流計Aの指示から読み取る。 実験3 電圧の調整 ① Fig.8のように結線する。 ② 直線電源装置 Eの出力電圧を5V, ダイヤル抵抗器Rの大きさを600Ωに設定し、 すべり抵抗器 RS (600)の大きさを最小にしてスイッチSを入れる。 ③すべり抵抗器RSのブラシ位置調整つまみ 0~5のそれぞれの位置に設定し、そのときの 電圧と電流電圧計V,電流計Aの指示から読み取る。 ○注1 確認作業 結線に誤りのないことを担当教員や周りと人と確認して電源を入れること。 ○注2 ダイヤル抵抗器の取り扱い ダイヤル抵抗器の内部回路保護 配線をする時に、ダイヤル抵抗器の各抵抗値を最大にしておく。
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(A)] (1) Table 3の結果の表 20 電流田 4 2 200 400 0 合成抵抗(R) 600 800 1000 (2)
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(4)) (V) 101 (2) Table 4 の結果の表 9- 雷8- 6 5 電流I および電圧し 4 3 2- • 0 100 200 • 300 400 すべり抵抗 Rac 500 18 +8 600 700 (2)
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7〔レポート課題〕 (1)抵抗値が1kΩで、許容電力が1/8wの抵抗器がある。この抵抗器の許容電流は いくらか。 P://w. R:1kS2=1000S, P=IRより 1/2=I1000 I² = 8000 1 = V 8000 8 〔考察〕 = ·0.01118-A = 0.011 A (1) Table 3 の結果を用いて抵抗と電流の関係, オームの法則が成り立っているか考察 せよ。 合成抵抗Raを大きくすると、電流Ⅰは小さくなる関係になっていた。グラフも反比例 のような形になっていて、理論値と測定値もだいたい同じ程度であることからオームの 法則が成り立っているといえる。 (2) Table 4 の結果を用いて, Fig8の回路を簡単に直した図を用いて、なぜグラフのような 結果になるか考察せよ。 V a (A) Fig 8の回路を簡単に直した図 すべり抵抗RsをRa-cとRc-bに分けて考えると、この回路はRa-cとRc-b//Rの直列 回路として考えられる。このとき,Ra-cとRc-b//Rの直列回路として考えられる。このとき, Ra-cの値が大きくなるとRc-bの値は小さくなる。並列部分の合成抵抗は減少し、回路全体の 抵抗は小さくなるため、オームの法則より電流Iと電圧Vは増加する。 KOKUYO
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My notebook Thank you for reading. Supa Suparin LOVE SPLATOON 83
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