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電子回路に欠かせない「抵抗」とは?働きや種類、基本について

2016/08/29

【はじめに】
当ブログの内容における未検証項目につきまして、誤りがある点をいくつかご指摘頂いています。
誠に申し訳ないのですが、しばらく内容修正に取り掛かれないうえ、ブログを閉鎖することも今のところは考えていないので、内容に関しては「間違っている箇所もある」と思って頂けると幸いです。

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ab-dale

エフェクターに限らず、電子工作に欠かせない基本的な電子パーツの一つ「抵抗」。
その名の通り、電気信号の流れに”抵抗”して「電流を流れにくくする」のが目的の電子パーツです。

回路図上での表記は「R」。
これは英語名「Register(レジスター)」の頭文字をとったものです。

抵抗勢力を英語でレジスタンスと言いますが、僕はそこから紐づけて覚えました。
・・・そんな面倒な覚え方しなくても「抵抗=R」ぐらいは暗記できるかもしれませんがw

抵抗の単位は「Ω(オーム)」です。

抵抗の働きのイメージや種類などについて解説します。

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抵抗の働きのイメージ

register-image

抵抗が働くイメージは、電気信号の流れを水の流れで考えてみるのがわかりやすいです。

抵抗がない状態だと、水流も源泉(水道)から出た水量のままガンガン流れます。(図の左)
ここに、水が通れる量を制限する抵抗(管など)を取りつけてみると、抵抗を通った水の量は少なくなります。(図の右)

これが抵抗の基本形。

つまり電気の流れをコントロールする役割があると考えられますね。
大きく流したければ抵抗を小さく、小さく流したければ抵抗を大きくすればいいわけです。

もし抵抗がなかったら、音量を適度な大きさにすることもできません。
つまり、ボリュームを下げるという事は、音量に対して「抵抗」をかませているというわけなんです。
※音量について詳しくはPOT(可変抵抗)も参考にしてみてください。
[参考]POT(可変抵抗)

応用

抵抗は流れを通りにくくするという働きを理解すると、他にも応用をきかせられます。

例えば1つの源泉から2つに分岐する流れがあった場合、通常は分岐先の水量は半々の量になりますよね。

register-bunki-image1

もしこの2つの分岐先の片方に抵抗をかませたらどうなるでしょうか。

register-bunki-image2

当然、抵抗をかませた方の量が極端に減ります。
そして、その影響で、もう片方に流れる水の勢いが増えることになります。

つまり水圧が上がるわけですね。
電気で言えば電圧です。

ということは、分岐された回路の片方に抵抗を設置し、抵抗値を調節することで、もう片方側で得られる電圧を調節できることになります。

エフェクターの場合、だいたい電源電圧は9Vと相場が決まっていますが、
回路上では9V以外の電圧で動作させたい部分というのが存在しています。
たとえばオペアンプの動作電圧は-4.5V~4.5V、みたいな感じで。

そんな時には直前に分岐回路と抵抗を設置して電圧を調節することが必要になるわけです。

抵抗の種類

抵抗は素材によって主に2種類に分けられています。

カーボン被膜抵抗

register-image2

一番一般的な抵抗です。
よく見た事がある、ベージュからブラウンのボディに、4~5本のカラーコードがあるもの。
カーボンフィルム抵抗とも呼ばれます。

アナログエフェクターの製作にはこのカーボン被膜抵抗を用意すればほぼ問題ありません。
1本5円程度で買えますが、1kΩとか4.7kΩとかよく使いそうな物は100本単位で買っておく方がさらに安いです。(1本あたり1~2円ぐらいで買えます)

僕は最初の頃、必要な本数だけチマチマとネットで買っていましたが、
あって困るものでもないのでたくさん買っておくことをオススメします。

金属皮膜抵抗

キンピと呼ばれる抵抗で、ブルーのボディに4~5本のカラーコードがあるものです。
オーディオ用のハイグレードな抵抗として重宝されていて、一昔前のエフェクターによく使われていた印象。

その実はカーボン被膜抵抗に比べて誤差が少ない抵抗で、
カーボン被膜が±5%に対し、こちらは±1%の誤差とのこと。

価格もカーボンフィルムより若干高く、1本10円程度。

ただし、回路上の1%~5%の誤差が、エフェクターの出音をどこまで左右するのかは何とも言えません。
むしろはんだ付けの技術が足りない方が誤差が生まれるんじゃないかとか、温度変化の方が重要だったりしないかとか、いろんな意見があります。

ここら辺は自分用に作るエフェクターであれば自己満足の世界かもしれません。

あとは若干のプラシーボ効果かもしれませんが、金属皮膜抵抗を使った方が高域がキンキンする印象があります。

カーボンコンポジション抵抗

厳密にフィルム抵抗とどんな違いがあるのか僕にはわからないのですが、
よりハイグレードな抵抗として売られていて、興味本位で何本か購入した事があります。

ちょっと前のブティックエフェクターの内部画像が流出した時に
何度となく基板上で見かけているせいか、なんとなく「カッコいい!」と思ってしまいます。

価格は一番高く、1本40円程度から。

精度としては±5%の誤差なので、これも自己満足かもしれないです。
※あくまで僕の知識がその程度という事をご理解ください。

抵抗のワット数

抵抗は使えるワット数にも違いがあり、
1/4W、1/6W・・・といくつかに分けられています。

通常のエフェクター製作では1/4Wの抵抗を使えば問題ありませんが、
有名なブティックエフェクターの内部基盤に1Wタイプの大きい抵抗が使われていたのを見た時はなんとなくカッコ良くて震えました。

いろいろ試してみても面白いと思います。

抵抗のブランド

抵抗にもいろんなブランドのものがあります。
エフェクターを製作するのにあたっては、とくにこだわる必要はないと思いますが、一応紹介。

有名なヴィンテージものは「Allen Bradley(アーレンブラッドレイ)」というブランド。
販売サイトなどでは「AB社」なんて書かれたりしています。

カッコいいので、僕も調子にのって買ったことがありますが、AB社だから音が良くなる、というわけでもないので注意。

また品質に定評があるのは「DALE(デール)」。
これもよく買いました。

DALEの抵抗はカラーコードがなく、容量表記がキャパシターのようになっているのが特徴です。

回路図・レイアウト図上の抵抗の表記

register-image3

抵抗は回路図ではギザギザの波線で表記されます。

レイアウト図では長方形で表記されます。

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