部品表記(非技術系の人のために)

2018.10.12(since2017.1.20)
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単位には、大まかな桁を表す補助単位という接頭語をつけて、数字桁数を少なくするのが普通です。

例えば、10000pF= 10nF = 0.01μF = 0.00001F ; この場合、μF表記やnF表記は許すとして、F表示はいやでしょう。pF表示も見にくい


(2018.10.12)

m、M、μ等はややこしいので、個人ルールとしは、ソフト上は、前後の単位系で桁数多くなるけど誤解されない使い方する。 使用ソフト(CAD)の奇妙な挙動(解釈の相違)をさけるために、階層構造拒否とか、いろいろ生臭い経験は多かった。

日常これ以外に目にするのは、センチ(10^(-2))メートル、デシ(10^(-1))リットル、ヘクト(10^2)パスカルくらいかな? 大学で電子顕微鏡触ってた頃は、Å(オングストローム:10^(-10)m)という単位も見た気がするが、最後に見たのは...。 
ところで、 儂、体重0.1tやリバウンドたまらん(t:トンという特殊な単位があるねぇ)
日本の円の、万、億、兆という単位は10の4乗系列なので、上記3乗系列とは会いませんが、千をkと示すのは使うよね?(理系だけ?)。 我々現場の人には関係ほぼないけど、予算計画とか桁数の大きなものでは、M円という単位も見たことあります。


表示方法

一般に単位がない場合、
    コンデンサpF =(10^(-12) F)。
    抵抗    Ω
アルミ電解コンやタンタルのように容量が大きいものは、μFと単位が明記される。

数字表示法(コンデンサの例)

数字3桁:○△◇   ○△×10^◇ pF  例: 223 → 22×10^3 pF =22 nF = 0.022 μF
数字4桁:○△◇◎  ○△◇ x 10^◎ pF 高精度品の表示は3桁だが、コンデンサではないかもしれない

数字系列 作られる数値は、等比が基本で、何分割するかで、いろいろシリーズがある。右端の欄の意味は電卓たたいてみましょうか?


(2018.10.12)

回路定数算出法

ちなみに、抵抗(コイル)の並列・コンデンサの直列は、1/Z= 1/Z1+1/Z2 として理解してください。

上記RLC直列回路のインピーダンスは、Z = R1 + j * (ωL1 - 1/(ωC1))です。
共振周波数 ω0 = 1/√(L1C1)  この意味は、上記インピーダンス最小。 ωで偏微分を解くと、上記Zの虚数部=0です。 

またインピーダンスは、直交する、直流成分と、虚数部成分の対角方向になるので、|Z|=√(R^2+(ωL-1/ωC)^2) になります。)

Qは共振の鋭さを示すもので、上記インピーダンス領域定義の他に、一般に半値幅と呼ばれる定義もある。 電流でなんでも実測プロットがとれたら、図から計算できます。 共振周波数に対して、電力で1/2、電圧・電流・抵抗領域で1/√2をキープ周波数幅で割ることで得られる。 式として考えてみよう。 共振周波数のインピーダンスはR1.。インピーダンスが1/√2になるということは、直交座標で、固定の実軸Rと、虚数軸(ωL-1/ωC)が等しくなる周波数ですね。虚数部がプラスとマイナスの2値となる周波数f1、f2を求めて、Q=f0/(f1-f2)を計算してみましょう。 結局、同じ式に変形できるのが解るはずです。

トーンコントロール回路を含めて考えると、R1はLの抵抗成分R1と、ボリュームR2の直列回路として解くべきですが、簡単にするために上記等価回路で考えました(イコライザーマックスはボリューム0になるので、上記の等価回路で問題なし(解くと解りますが結構複雑で結果見ても理解しにくいものです。 見た目が解る結果をえられるスパイスさんはえらいなぁ)。

ちなみにボリューム0でなく、R1とR2に分けた場合の解析すると、学生の頃つかった教科書によると、R2=0の共振周波数をf0とすると、R2によって、f=f0√(1-C1*R2^2/L1) となるらしい。インピーダンスの式は複雑なので書きたくない(解きたくない:昔はこれを解いてたんだなぁ)。


抵抗の場合、数字じゃなくカラーコードが一般的。 4桁表示に精度表示があるので、さてどっちから読むんだろうと悩むことも(金色とか銀色特殊なので本当は迷うことすくないけど)

数値 覚え方(符合)
0 ”黒”い礼(0)服
1 小林一(1)”茶”
2 ”赤”いに(2)んじん
3 み(3)かんは”橙”
4 岸”黄”(4)恵子
5 ”緑”子(5)
6 ”青”二才のろく(6)で無し
7 ”紫”式(7)部
8 ハイ”灰”ヤー(8)
9 ホワイト”白”クリ(9)スマス
- 誤差±5%
- 誤差±10%

カラーコード覚えておくと役に立つかも。前半覚えれば、乗数として後半出てこないので大概間に合います。実物見るとどっちの色だろうと悩むこともあります(下地の色と、カラーコードの色の取り合わせで難しく感じる事あります)。
今書くのにwebで確認したのですが、新しい覚え方いろいろあるみたい。若い人は岸恵子とか緑子とかハイヤーとか解らんでしょう?b(実は自分もハイヤーはともかく後は説明きかないと知らなんだ。というわけで、3,4,5はしばらく考え込む恥辱)
漢字の”百”-”イチ”=”白”なんていうので、九と白の関係有名だったりしないかな?白寿ってしらない?99歳のお祝いです。


ちょっと雑談コンデンサ(ラプラス変換のページよりここに移動)

コンデンサの平行な電極間のつめもと:絶縁体には用途特性でいろいろ種類があって、一般的にコンデンサの分類名になったりします。音響機器(映像系含む)に大きな筒が立っているの見たことありませんか? 大容量の電解コンデンサだと思います(酸化アルミが絶縁体)。特に電源のじゃまなノイズを消してしまうために電源系のコンデンサに使う例です。なにかの電気基板を見たらマッチ棒の先みたいなものが刺さっているのを見たことあるかもしれませんが、これもコンデンサ(タンタル)。この2つのコンデンサは極性があって、逆バイアスをかけると壊れますします(直接見たことないけどアルミの爆発の噂はよく聞く)。低周波数用は値段が安いのと大容量を作りやすいのでアルミ電解コンが主流でしょう。 オーディオ雑誌のなかで、アルミ電解コンではなくタンタルコンデンサーをつかっているので、この製品は音が良いとのたまわる記事がでていたのを読んだ記憶がありますが..まあ個人の意見という事で。 高周波で使うには、後者のタンタルが選ばれます(そのうち話をしましょうか?タンデル(タンジェントデルタ)というのが、ずいぶん違うので交流抵抗という意味ではタンタルが優れています)。ちなみに、原理的に言うと、同じ要領のコンデンサを2つ、プラスどうし、あるいはマイナスどうしをつないだ直列コンデンサは、耐圧は1ケ分、容量は半分の、無極性コンデンサとして低周波・低耐圧でよければ使えるかも(というか、オーディオ帯域用途の無極性電解コンデンサとして売られていますから必要なら買いましょう。高電圧・高周波は原理的にだめだと思います)。

丸い茶色の薄っぺらいものだったらセラミックコンデンサ。絶縁体(誘電体ともいう)に焼き物を利用したものです。大学の私の研究テーマはPbTiO3(チタン酸鉛)というセラミック(の薄膜)に関するもの。いや脱線失礼。容量を大きくするために積層セラミックという内部折り畳み構造のものが作られて、電子基板の高周波電源インピーダンス低減用に多用されていると思います(見た目水色で角のとれた四角いのが多い気はするけど知らね)。周波数特性はいいけど大容量のCは作れない。回路図でとか実基板上でコンデンサが並列に2ケ並んでいたら、一方が大容量のアルミ電解、もう一方が高周波対策のセラミックという組み合わせかも。 試作ではなく量産セットでは、容量を補うこと以外に、f特補償とか温特補償の意味で異なる種類のコンデンサを合わせて使うこともあります。

さらに昔を知っている人は、ラジオの選局つまみについている扇型の金属板がかさなったようなもの見たことありませんか?バリコン(バリアブルコンデンサ)と呼ばれる空気を絶縁体としてつかう可変コンデンサだったりします。まわして金属板群の重なる面積がかわるでしょ?その面積比がコンデンサ値に比例する部品だったりします(何枚も重なった扇形なのは容量を大きくするためです)。これは絶縁体名ではなく、値が変わるという機能が名前の例です。

最近見ないけど、真空管ラジオとかテレビの時代にはには、ブラウン管や、送信管に高電圧が必要なこともあって、微小コンデンサには雲母を使ったマイカコンデンサとか、ペーパコンデンサ(紙というより木材らしい)とか、オイルコンデンサ(紙にオイルをしみこます)などいろいろあったなぁ。 オイルコンは、音が変わるコンデンサとして、あがめられているという噂をweb上でちらほら(おら知らねえ)。 


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