抵抗器ワット数計算ツールとは?
このツールは、電流が流れたときに抵抗器が熱として消費する電力(ワット)を計算します。十分な電力定格をもつ抵抗器を選ぶことは非常に重要です。定格を超える電力を消費すると、抵抗器は過熱して抵抗値がずれ、最終的には故障したり焼損したりします。電圧・電流・抵抗のうち任意の2つを入力すれば、消費電力と推奨される安全な定格を自動で計算します。
使い方
3つの値のうち任意の2つを入力します。すなわち、抵抗器にかかる電圧(V)、流れる電流(A)、そして抵抗値(Ω)です。本ツールはオームの法則を使って残りの値を補い、電力をワット単位で返します。さらに、計算された電力の少なくとも2倍の定格をもつ部品を推奨します。これは部品を低温に保ち、信頼性を高めるための一般的なディレーティング(定格を余裕をもって使う)の目安です。
計算式の解説
消費電力は、ジュールの法則とオームの法則(\(V = I \times R\))を組み合わせることで求められます。等価な3つの式は次のとおりです。
$$P = I^{2} \times R$$ — 電流と抵抗がわかっている場合。
$$P = \frac{V^{2}}{R}$$ — 電圧と抵抗がわかっている場合。
$$P = V \times I$$ — 電圧と電流がわかっている場合。
これらはオームの法則を通じて代数的に等価なので、どの式を使っても同じ答えが得られます。
計算例
100 Ω の抵抗器に 0.12 A の電流が流れている場合を考えます。\(P = I^{2} \times R\) を使うと、 $$P = 0.12^{2} \times 100 = 0.0144 \times 100 = 1.44\ \text{W}$$ となります。ここで 1/4 W や 1/2 W の抵抗器を使えば焼損してしまいます。推奨される2倍(2.88 W)に十分な余裕をもたせて、少なくとも 3 W の部品を選ぶとよいでしょう。
よくある質問
なぜ2倍の安全マージンをとるのですか? 抵抗器の定格は、室温で自由に空気が流れる環境を前提としています。最大定格よりも十分に低い負荷で使うことで、発熱を抑え、寿命を延ばし、安定性を高められます。
2つの値しかわからない場合は? 3つのうち2つがわかれば十分です。オームの法則によって残りの1つは自動的に導かれます。
交流(AC)にも使えますか? 純粋に抵抗性の負荷であれば、実効値(RMS)の電圧と電流を用いて使えます。