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2.17開回路と短絡

究極の電子:実用的な回路設計と解析
抵抗の両極端での特別な動作:ゼロと無限大。 4min read

開回路と短絡は、抵抗数線の反対の極端なものを表す二つの特別な用語です。

私たちは、露出した端子の任意のペアを見て回路を見ることができます:

回路の任意の二つの端子のコンテキストで:

短絡は、2つの端子が理想的なワイヤと同じ抵抗R=0で外部接続されていることを意味します。 これは、任意の電流値に対してゼロの電圧差があることを意味します。 (実際のワイヤには非ゼロ抵抗があることに注意してください!)

開回路は、二つの端子が点が外部的に切断されていることを意味し、これは抵抗R=πに相当します。 これは、電圧差に関係なく、2つの端子の間にゼロ電流が流れることができることを意味します。 (非常に高い電圧は、大きな空気や真空の隙間にも電流のアークが流れる可能性があることに注意してください!)

回路の二つの端子を見て、これら二つの極端な動作を見ての概念は強力なものです。

理論と実践の両方で、”外部的に”という言葉には具体的な意味はありません。 ノードの任意のペアで特定の変更を行うときに、回路の「元の」動作を新しい動作から分離するのは任意の境界です。 この人工的な境界は、回路の残りの部分、ブラックボックスの内部の部分が変更されていないとみなします。 その仮定を行うことによって、ブラックボックスの外部でわずかな変更を行い、ブラックボックスへの影響を確認することができます。

実用的な測定での使用

理想的な電圧計は開回路です。 開回路は、実際の電圧計の限界近似であり、いくつかの大きな(しかし無限ではない)抵抗を有するであろう。

理想的な電流計は短絡です。 短絡は、実際の電流計の限界近似であり、抵抗はわずかですが(ゼロではありません)。

詳細については、マルチメータ&測定のセクションを参照してください。

理論解析での使用

電圧計と電流計が回路に二つのプローブを接続することによって測定するのと同じように、理論解析は、多くの場合、回路の

開回路と短絡回路は、V-I曲線上の二つの有用な点を提供します。

特に:

  • 開回路電圧は、電流が引かれたり供給されたりしないときに2つの端子間で測定される電圧差です。
  • 短絡電流は、端子に電圧差がゼロになるように強制されたときに流れる電流です。Thevenin等価回路とNorton等価回路では、これら2つの値を使用します。

    堅牢な設計での使用

    実用的な設計では、設計されている通常の条件と、時折起こるが永続的な損傷を引き起こすことは許されないいくつかの異常な条件の両方を生き残るために構築する回路を望んでいます。

    開回路は望ましくない場合でも発生します。 たとえば、何かが切断されたり抜かれたりするたびに、開回路状態があります。短絡も望ましくない場合でも発生します。

    短絡も望ましくない場合でも発生します。

    たとえば、コネクタが挿入されているときに2つの端子間で一時的に短絡したり、小さな金属シェービングが間違った場所になったりすると、短絡状態可能であれば、回路内のさまざまな場所、特に露出した入力と出力で開回路と短絡が発生するように設計する必要があります。

    可能であれば、開 回路ブレーカーなどの障害が一時的および/または回復可能になるように設計する必要があります。

    製造での使用

    意図的なR=0Ω抵抗(短絡)は、将来的にゼロ以外の直列抵抗(または他の直列部品)を追加したい場合は、後でプリント基板を再設計することなく値を変更する柔軟性を望んでいるため、プリント回路基板に追加されることがあります。設計者は、おそらく並列抵抗を追加するために、後でセクションを接続するための柔軟性を望んでいるので、同様に、意図的なジャンパパッド(開回路)が

    これらの両方は、同じ製造間接費を共有しながら柔軟な変更を可能にすることができます。 これは単価を低く保ち、高い再設計の時間を避ける。

    What’S Next

    次のセクションでは、Thevenin等価回路とNorton等価回路では、上記の”ブラックボックス回路”にあるものの単純化された近似を行うために、二端子の概念をどのように適用できるかを見ていきます。