高岡智則
年齢：33歳 性別：男性 職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当） 居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地：神奈川県川崎市 身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる） 血液型：A型 誕生日：1992年11月20日 最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分） 家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）
抵抗分圧とは？
抵抗分圧は電気の世界で「電圧を分ける技術」の一つです。回路の中で電圧を必要な大きさに分割するために使われます。電源から流れる電圧 Vin を、2つの抵抗 R1 と R2 で分けて、出力側の電圧 Vout を取り出す仕組みです。
基本となる公式
回路図ではVin が左、R1 が上、R2 が下に並んでいると仮定します。出力の電圧 Vout は、分圧された部分の電圧で、理想的には次の式で表せます。
Vout = Vin × (R2 / (R1 + R2))
この式の意味は、R1 と R2 の比によって Vout がどのくらいになるかを決める、ということです。例えば Vin が 5V、R1 が 1kΩ、R2 が 2kΩ のとき、Vout は 5 × (2k / (1k+2k)) = 3.333...V となります。実際の回路ではR2 の端子をオームの法則で測るとき、電流 I は I = Vin / (R1 + R2) として求められます。
どんなときに使うの？
- アナログセンサーの電圧出力を読み取りやすくする
- マイコンの入力に適した範囲へ変換する
ただし、分圧には注意点もあります。出力側の抵抗が大きくなりすぎると、センサーの信号が揺れやすくなったり、ノイズを拾いやすくなったりします。この問題を避けるには、R1 と R2 の値を適切に選ぶとともに、測定の際の入力インピーダンスを考慮する必要があります。
分圧の実践例と表
下の表は、Vin が 5V のとき、いくつかの R1, R2 の組み合わせで得られる Vout の例です。
| R1 (Ω) | R2 (Ω) | Vout (V) | 概略の説明 |
|---|---|---|---|
| 1,000 | 2,000 | 3.33 | 中くらいの分圧 |
| 2,000 | 3,000 | 2.00 | 低めの分圧 |
| 5,000 | 5,000 | 2.50 | ちょうど半分 |
この表から分かるように、R1 と R2 の比を変えると 任意の分圧を作り出せることが分かります。ただし、R1, R2 の絶対値が大きすぎると測定に影響するため、実際には 1 kΩ〜100 kΩ の範囲で選ぶのが一般的です。
注意点とヒント
- 分圧は理想的にはVoutがVinと等しくなるわけではない、負荷がかかると変化します。出力を読み取る機器の入力抵抗が大きいほど正確性は上がります。
- 回路の温度変化や部品の許容差（±1%、±5% など）によって、実際の Vout は理論値と少しずれることがあります。
実務での選び方のコツ
センサーやマイコンの入力インピーダンスを確認し、それに合わせてR1とR2の組み合わせを決めます。典型的には、測定機器の入力抵抗が 100 kΩ 以上の場合、R1+R2 の合計は 1 kΩ〜100 kΩ 程度を推奨します。もし入力抵抗が低い場合は、分圧の影響を抑えるために抵抗の値を小さくします。
抵抗分圧の同意語
- 抵抗分圧
- 抵抗を使って入力電圧を出力電圧に分割すること。代表的には2つの抵抗を直列に接続して分圧比を得る抵抗分圧回路を指す語です。
- 抵抗分圧回路
- 2つ以上の抵抗を直列につなぎ、分圧比に従って出力電圧を取り出す回路のこと。電圧を適切な水準に下げるために広く使われます。
- 抵抗分圧法
- 抵抗を用いて電圧を分割する方法のこと。設計手法の一つとして使われます。
- 分圧回路
- 入力電圧を複数の出力レベルに分割する回路の総称。多くは抵抗を用いた実装を指します。
- 電圧分圧
- 電圧を分割する操作・現象のこと。抵抗を用いる場合もあり、分圧の基本概念を指します。
- 電圧分圧回路
- 入力電圧を分割して出力を得る回路のこと。抵抗分圧回路とほぼ同義で使われます。
- 分圧ネットワーク
- 抵抗の組み合わせ（ネットワーク）によって電圧を分割する構成のこと。
- 抵抗による分圧
- 抵抗を用いた分圧のこと。
抵抗分圧の対義語・反対語
- 電圧フォロ回路
- 入力電圧をほぼそのまま出力する回路。抵抗分圧のように電圧を分割せず、信号をそのまま伝える役割をします。
- ユニティゲインバッファ
- 入力と出力のゲインがほぼ1になるバッファ回路で、分圧を行わず信号をそのまま拡張・伝送します。
- オペアンプのボルテージフォロア
- オペアンプを使って入力電圧をそのまま再現する回路。分圧を避け、出力を入力電圧に追従させます。
- 定電圧回路/定電圧レギュレータ
- 出力電圧を一定に保つ回路。外部負荷変動や入力電圧の変動に対して、出力を安定させる点で抵抗分圧の変動性と対となります。
- アクティブレギュレータ
- トランジスタなどの能動素子とフィードバックで電圧を一定にする回路。抵抗分圧のような静的分割とは異なる調整方法です。
- 昇圧回路
- 入力より高い出力電圧を得る回路（ブースト型）。分圧で作る低い電圧とは反対の機能です。
- 降圧回路
- 入力より低い出力電圧を得る回路（ Buck 型など）。分圧の代替として使われることがある、能動的な電圧調整手段です。
- 電圧安定化回路
- 外部の負荷変動・ノイズに対して出力電圧を安定させる設計。分圧の不安定さを抑える対比として挙げられます。
抵抗分圧の共起語
- 電圧分圧
- 入力電圧を抵抗で分割して出力する基本動作の別称。
- 分圧比
- 出力電圧と入力電圧の比率。
- 分圧公式
- Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)（R1は上側、R2は下側）
- Vout
- 分圧後の出力電圧。
- Vin
- 分圧の入力側電圧。
- R1
- 上側の抵抗。VinとVoutの間に直列接続。
- R2
- 下側の抵抗。Voutとグラウンドの間に接続。
- 上側抵抗
- R1の別称として使われることがある。
- 下側抵抗
- R2の別称として使われることがある。
- 抵抗分圧回路
- 2つの抵抗を直列につなぐ基本構成の分圧回路。
- 分圧器
- 分圧を行う装置・回路の呼称。
- 負荷抵抗
- 分圧出力に接続される外部の抵抗。
- 負荷効果
- 負荷を接続すると理論上の分圧比がずれ、出力が変化する現象。
- Thevenin等価回路
- 分圧回路をThevenin等価として表す考え方。
- Thevenin電圧
- Thevenin等価回路の電圧源（Vth）。
- Thevenin抵抗
- Thevenin等価回路の抵抗値（Rth）。
- オームの法則
- V = I × R の基本式で、分圧計算の基礎。
- 公差
- 抵抗の公差により実際のR1/R2比が理論値とずれる要因。
- 温度係数
- 温度変化で抵抗値が変化し、分圧比が動く原因。
- 入力インピーダンス
- 分圧回路をVinから見た入力抵抗値。
- 出力インピーダンス
- Vout側の等価出力抵抗。通常はR1 || R2。
- 直流分析
- DC条件での分圧計算・設計。
- 交流分析
- AC信号を扱う際の分圧の挙動。
- ADC入力適用
- マイコンのADCに信号を落とす用途。
- 分圧の用途
- センサ信号のスケーリング、信号レベルの調整など。
抵抗分圧の関連用語
- 抵抗分圧
- 抵抗を使って入力電圧を一定の比で分割する回路。出力端の電圧はR1とR2の値で決まり、Vinを分圧して取り出します。
- 分圧公式
- Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)（負荷が理想的な場合）。
- 上段抵抗
- VinとVoutの間に接続される抵抗R1のこと。
- 下段抵抗
- Voutと地面の間に接続される抵抗R2のこと。
- ボルテージディバイダ
- 英語表記 Voltage Divider。抵抗分圧回路の一般的な呼び方。
- 分圧比
- Vout/Vin の比。分圧比が R2/(R1+R2) で決まり、出力電圧の目安になります。
- 負荷抵抗
- 信号を取り出す側の入力抵抗（例: ADC の入力インピーダンスなど）。
- 負荷効果
- 分圧回路に接続された負荷抵抗が影響し、Vout が変化する現象。RL が R2 と並列になると特に影響します。
- 並列接続
- R2 と負荷抵抗 RL を並列に接続する接続形態。これにより分圧比が変わることがあります。
- Thevenin等価抵抗
- 分圧回路を Thevenin 等価として見るときの等価抵抗。Rth = R1 || R2。
- Thevenin等価
- Thevenin の定理に基づき、回路を理想的な電圧源と直列抵抗で表す手法。
- Norton等価
- Norton の定理に基づき、回路を理想的な電流源と並列抵抗で表す手法。
- 入力インピーダンス
- 分圧回路の入力端の総合的なインピーダンス。測定機器の影響を受けます。
- 出力インピーダンス
- 分圧回路の出力端の等価抵抗。負荷を接続したときの電圧分圧に影響します。
- 温度係数
- 抵抗の値が温度で変化する性質。分圧比にも影響します。
- ノイズ影響
- 分圧回路の出力にノイズが混入すること。特に高抵抗を使うと影響が大きくなりやすいです。
- 電源リップル影響
- 電源のリップルが分圧出力に波形成分として現れること。
抵抗分圧のおすすめ参考サイト
- 分圧の法則（分圧回路）とは何か？ | 直流（DC）の基礎 | TechWeb
- 出力電圧固定品(Vout品)・出力電圧外部調整品(FB品)とは何ですか
- 【分圧の法則とは】直列接続された抵抗にかかる電圧について
- 分圧器とは何か、どのように動作するのか - Wonderful PCB
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