抵抗器の最大電圧を計算する方法

回路内の電圧の値だけで抵抗が焼損するかどうかを知ることは、非常に役に立つ情報です。ワット数を決定する方法から情報を用いて、任意の抵抗器の最大電圧定格を計算することができます。最初に決定する値は最大電流です。

P_{Rating}=I_{Max}^{2}*R_{Nominal}

抵抗器は常にワット数の定格があり、言うまでもなく公称の抵抗値があります。これらを使って最大電流を計算することができます。このことは実際、毎回2つの解が存在することを意味します。(電流が2乗されているため平方根が含まれるからです。)正の値を使ってください、負の値はこの場合意味がありません。それらは結局同じ値になります。電力を表す2番目の方程式は、最大電圧を決めるのに使います。

P_{Rating}=I_{Max}*V_{Max}

パーツの同じ電力定格と計算した電流値を代入して、電圧を求めてみましょう。例えば、ランダムに抵抗値とワット数の定格を取り上げてみます。150オーム、1/2ワットとします。実際に使えるスルーホールのオプションはこのサイトにあります:

https://www.digikey.jp/short/z9twwn

もちろん、抵抗値の許容差は含んでいないため、技術的には同様に、電圧にもプラスマイナスの許容差が存在します。

0.5W=I_{Max}^{2}*150

Imaxを解くと+0.058A(58mA) と -0.058A(-58mA)になります。(正の値が必要なだけです。)この値を別の電力方程式に代入します。

0.5W=0.058A*V_{Max}

電圧値は最終的に約8.621Vとなります。これは意味があります。なぜなら、例えば電圧を8.8Vにすると、オームの法則から電流は最大値を超えた0.0587A 又は 58.7mAとなり、必要な電力は0.517Wになります。これは1/2W定格にかなり近い電力ですが、しかし最大定格電力を超えたら、最大定格電力以下で使うよりもずっと早く抵抗器が焼損してしまいます。このことは、8.621Vを超える電圧の場合に特に当てはまり、電圧が高ければ高いほどずっと早く壊れます。







オリジナル・ソース(英語)

PaulHutchさんの返信

V=SQRT(P*R)ですね。

Kalebさんの返信

これらの方法はどちらも使用することができ、代数演算にはV=Sqrt(PxR)が便利な方法です。

リックさんの返信

通常、「最高使用電圧」又は同様の尺度が抵抗器のデータシートに指定されていることにもご注意ください。最大許容値は、上記の熱による制限、又は引用された制限値のいずれか小さい方として記載されています。パナソニックのERA-2Aシリーズ(下記データシートの抜粋)を使用すると、約40Kオームを超える抵抗値について50Vの最高使用電圧が優先されます。

とくに寸法が小さいデバイスでは、電力損失/温度が問題を起こす前に、内部の絶縁破壊により問題が発生する可能性があります。

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