子供のための物理学

電子回路

基本回路

基本的な電子回路は、電源、部品をつなぐ線、部品から構成されています。 ここでは、いくつかの抵抗を並列および直列に接続した簡単な例を示します。

回路図

複雑な電子回路の図面を回路図という。 回路図は、さまざまな部品がどのように接続されているかを示すもので、部品ごとに標準記号があり、異なるエンジニアが同じプロジェクトで作業することができるようになっている。

回路図の例

プリント基板

プリント基板は、さまざまな電子部品を接続して回路を構成するために使用されます。 部品をつなぐ「線」は基板に組み込まれています。 さらに、基板には層があり、それぞれの層に独自の線があります。 ビア」という小さな穴を開け、層から層へと接続します。 そして、部品にはんだ付けします。の表面で電気的な接続を行います。

電源・グランド

複雑なプリント基板では、一般的に少なくとも1層はグランド専用、1層は電源専用となります。 グランド用の層はグランドプレーンと呼ばれます。 グランドプレーンは、多くの部品にとって電流の戻り経路となります。 ほとんどのアクティブ部品には、グランドに接続する必要があるピンが少なくとも1つはあります。

複雑な回路には少なくとも1つのDC電源があり、非常に複雑な回路基板には複数の電源がある場合もある。 一般的な電源は、使用する技術に応じて+3.3V、+2.5V、または+1.8Vである。 通常、回路基板の全層は主電源電圧専用であり、アクティブコンポーネントに電源を供給するために使用される。

受動部品

回路中の受動部品とは、外部からの電力を必要とせず、回路の電流経路に存在し、電源に接続する必要のない部品です。 受動部品には、抵抗器、コンデンサー、インダクター、コネクターなどが含まれます。

アクティブコンポーネント

回路中の能動部品は外部からの電力を必要とし、電源に接続して信号を増幅するなど回路に電力を注入することができる。 能動部品にはダイオード、トランジスタ、コンピュータのCPUなどの集積回路が含まれる。

電子回路に関する興味深い事実

• グランドプレーンは、GNDと略されたり、矢印や三角形を逆さにしたような記号で表記されることが多い。
• プリント配線板はPCBと略されることが多い。
• アナログ回路とは、電流または電圧が時間と共に連続的に変化する回路である。
• デジタル回路は、電気信号が0と1を表す定義された値をとるものである。
• コンピュータのチップの中には、非常に複雑な回路があり、ハイエンドのコンピュータのCPUは、何十億というトランジスタで回路を構成している。

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