御隠居の電気基礎
６. 受動素子
受動素子とは、供給された電力を消費・蓄積・放出する素子で、 増幅・整流などの能動動作を行わない電気部品のことである。 受動素子の代表的なものには、以下のような部品がある。
- 抵抗器
- コイル
- コンデンサ
- 変圧器（トランス）
- 水晶発振子
ここでは、抵抗器、コイル、コンデンサについて簡単に説明しておく。
抵抗器
抵抗器とは、一定の電気抵抗（電流の流れにくさのこと）を得る目的で使用される受動素子である。 電気抵抗の値を表す単位にはΩ（オーム）が用いられる。 また、抵抗値が一定のものを固定抵抗器、 抵抗値を変化させることができるものを可変抵抗器と呼ぶ。
固定抵抗器の場合、その抵抗値がアラビア数字で表記されているもの以外にカラーコードで表記されているものがある。 参考までに、カラーコードの読み方を上げておきます。
| 色 | 第1,2数字 | 乗数 | 許容差 | 覚え方 |
|---|---|---|---|---|
| 黒 | 0 | 1 | - | 黒いレイ服 |
| 茶 | 1 | 10 | ±1% | お茶を一杯 |
| 赤 | 2 | 100 | ±2% | 赤いニんじん |
| 橙 | 3 | 1,000 | ±3% | 橙色のミかん |
| 黄 | 4 | 10,000 | ±4% | 黄色いシんごう |
| 緑 | 5 | 100,000 | - | 五月みどり |
| 青 | 6 | 1,000,000 | - | 青二才のロクでなし |
| 紫 | 7 | 10,000,000 | - | むらさきシチぶ（紫式部） |
| 灰 | 8 | 100,000,000 | - | はいヤー |
| 白 | 9 | - | - | ほわいとクりすます |
| 金 | - | 0.1 | ±5% | - |
| 銀 | - | 0.01 | ±10% | - |
| 無色 | - | - | ±20% | - |
例えば、カラーコードが、「茶 黒 赤 銀」の場合、
1 0 × 100 = 1000
となり、１kΩ誤差±10%の抵抗器ということになる。
コイル
コイルとは、電線を巻いた受動素子であり、電線を円筒形に巻き中に何も入れない空芯コイル、 棒状、あるいは鼓型などのコア（鉄心）に巻線を巻いたコアコイルなどの種類がある。
コイルに流れる電流が変化すると、コイルを貫く磁束が変化し、 その磁束によって磁束の変化を打ち消す方向に誘導起電力が発生する。この性質をインダクタンスと呼ぶ。 要するに、打ち消す方向に誘導起電力が発生するため、本来の電流の流れをさまたげることになる。 コイルが、どの程度のインダクタンスを持っているかを表す値の単位にはH（ヘンリー）を使用する。
コイルが持つ、インダクタンスのことを自己インダクタンスと呼ぶ。参考までに式を上げておく。
L = N・（ΔΦ／ΔI）
L：自己インダクタンス H（ヘンリー）
N：コイルの巻数
ΔΦ：変化した磁束 Wb（ウェーバー）
ΔI：変化した電流 A（アンペア）
コンデンサ
コンデンサは、静電容量（どのくらい電荷が蓄えられるかを表す量）により電荷（電気エネルギー）を蓄えたり、 放出したりする受動素子である。キャパシタとも呼ぶ。 静電容量を表す値の単位にはF（ファラド）が使われる。
静電容量は、「ある物体に１ボルトの電圧を与えたとき、１クーロンの電荷を蓄えたならば、その物体の静電容量は１ファラドである」、 と言う。これを式で表現すれば、次のようになる。
C = Q／V
C：静電容量 F（ファラド）
Q：電荷 C（クーロン）
V：電圧 V（ボルト）