ブレッドボードの電流処理能力は、ブレッドボードのフィンガーと部品間の抵抗と、フィンガーを接続する金属ストリップの内部抵抗に依存します。無はんだブレッドボードは、5極のストリップと電源レール用の長いストリップを含む多くの端子ストリップで構成されていることを思い出してください。
話を進める前に、ブレッドボードの抵抗はまた、ブレッドボードの使用年数と品質の関数でもあることを認識する必要があります。この投稿では、未使用の新しいブレッドボードを選びました。
測定方法
抵抗測定は4端子法を使用して行いました。既知の電流をブレッドボード（22AWGワイヤ）に流し、以下に示すポイントで電圧を測定しました。たとえば、ブレッドボードの電源レールには0.5Aを流しました。ブレッドボードにできるだけ近づけて測定した電圧は40mVでした。オームの法則を適用すると、抵抗の計算値は80mΩです。この測定をブレッドボードのレールごとに繰り返し、結果を平均しました。
写真の下の部分に示すように、ブレッドボードのこの5.75インチのセクションの平均測定値は80mΩでした。2番目の測定セットは、ブレッドボードの電源レールの右側を使用して実行しました。平均すると、この2.75インチのセクションでは48mΩとなりました。
写真の赤いセクションに示すように、測定した抵抗値間のデルタ（差分）は32mΩです。この3インチのセクションと32mΩの抵抗値を考慮すると、ブレッドボードの内部配線抵抗を1インチあたり11mΩとしてモデル化できます。この新しいブレッドボード上のすべての接点でフィンガーの接触抵抗が同じであると仮定します。
続いて、ブレッドボードの右側の抵抗値は、2.75インチ x 11mΩ/インチ として計算すると、約30mΩであると推定できます。この計算値30mΩ と測定値48mΩの差である18mΩがフィンガーの接触抵抗です。
ブレッドボードモデル
まとめると、ブレッドボードは1接点あたり10mΩ、1インチあたり11mΩのデバイスとしてモデル化されました。この情報により、任意の電流に対する電圧降下と消費電力を求めることができます。
もう一度言いますが、これは新品で未使用のブレッドボードのモデルです。私は、かなり劣化していて古いけれど、まだ使用可能なブレッドボードを使用して実験を行いました。これらの実験は、50mΩの接触抵抗が適切である可能性を示唆しています。これは私たちの理想モデルの5倍です。
1Aの場合の計算
1Aの連続した電流を想定して計算してみましょう。安全のため、50mΩの近似値を使用し、電圧はレールの1/2を通過します。
R_{Total} = 50\ mΩ + (2.75 *11\ mΩ) + 50\ mΩ = 130\ mΩ
V_{drop} = 130\ mΩ * 1\ A = 130\ mV
P_{loss} = \dfrac{(130 \ mV)^2}{130 \ mΩ} = 130 \ mW
私の意見では、これは合理的な設計であるように思えます。熱は、2.75インチの長さの電圧レール全体に分散されます。
5Aの場合の計算
電流を5Aに増やしてもう一度試してみましょう。ここでも、より小さい50mΩの近似値を使用し、電圧はレールの1/2を通過します。
R_{Total} = 50\ mΩ + (2.75 *11\ mΩ) + 50 \ mΩ = 130 \ mΩ
V_{drop} = 130 \ mΩ * 5 = 650 \ mV
P_{loss} = \dfrac{(650 \ mV)^2}{130\ mΩ} = 3.25\ W
これは受け入れがたい状況です。電力は電流の2乗として増加することを思い出してください。電流を5倍にしたので、3.25Wの損失は元の130mWの25倍になります。この3.25Wの熱は、ブレッドボードの絶縁されたプラスチックキャビティ内では具合が悪いです。プラスチックが溶ける可能性があります。また、ブレッドボードのこのセクションから出ているワイヤに万が一触れると、火傷することになります。
締めくくりに
この投稿の計算結果は、ブレッドボードが約1Aを処理できることを示唆しています。これは良い出発点ですが、もちろん最終的な答えではありません。冒頭で述べたように、ブレッドボードのフィンガーの状態は性能に大きな影響を与える可能性があります。また、ブレッドボードの上部で何が起こっているかを考慮する必要があります。極端な例として、3端子レギュレータ7805またはその他高出力のデバイスを設置したとします。このデバイスからの熱がブレッドボードのフィンガーに伝わることが予想できます。この熱は I^2R 損失を増大させるだけです。熱によりフィンガーが酸化し、抵抗値が増加します。また、スプリングの張力が弱まり、スパイラルが常に悪化する可能性もあります。
非常に多くのブレッドボードでセクションが溶けているのも不思議ではありません！
ご健闘をお祈りします。
APDahlen
bidrohini
私はこれらのブレッドボードをよく使います。しかし、どのくらいの電流を処理できるのか、実際には分かりませんでした。記事にしていただき、ありがとうございます。