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MIKINOTE

作品制作とその他思った事を書くブログ

9000以上の抵抗で作った作品の抵抗値をテスターで計測したら意外な結果に…

作品制作

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先日、もうちょっとで猫の作品が完成する!という記事を書きました。

www.mikinote.com

この作品は厳密に言うとまだ未完成の状態ではあるのだけど、現時点で9000個以上の抵抗をハンダ付けして作った立体作品です。

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拡大して見てみると、びっしりと抵抗を使って作ってあることがわかるかと思います。

そのせいか、いただいたブックマークコメントの中でちょっと気になるものがいくつかありました。

猫様をハンダ付けしまくって密度感半端ない感じで完成間近だけど、名前はまだ無い - MIKINOTE

最後にしっぽと鼻先で通電した時に、抵抗が何Ω(オーム)か出すのに期待。

2016/10/05 12:27
b.hatena.ne.jp

猫様をハンダ付けしまくって密度感半端ない感じで完成間近だけど、名前はまだ無い - MIKINOTE

何オームでしょうか

2016/10/05 23:33
b.hatena.ne.jp

猫様をハンダ付けしまくって密度感半端ない感じで完成間近だけど、名前はまだ無い - MIKINOTE

テスタを!テスタを当てて抵抗値を教えてください!

2016/10/06 08:23
b.hatena.ne.jp

確かに、作品の抵抗値が何Ωなのか?と言うのは今までに計ったことがありませんでした。そりゃあ、こういうの見ちゃったら気になるよね。

今回の猫で使用したのは全部「68KΩ」の抵抗です。しかし、それを10000個近く組み合わせたらどうなるのか?僕には全く想像できません。

そんなわけで良い機会なので、抵抗値がどのくらいなのか?ということを実際に計測してみることにしました。(コメントをくださった、id:fumikefさん、id:don_tacosさん、id:asahikoさん、書きました!)

抵抗値について勉強したり計ったりしてみた

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抵抗値の計測には、テスターと呼ばれる機械を使用します。上記画像の赤いテスターは数年前に秋葉原のパーツ屋さんで買ったものです。安物なので、あんまり正確な数字が出ないかもだけどね。

赤と黒のリード棒の先端の金属部分を作品に接触させれば、抵抗値を計測することができます。

A&D デジタルマルチメーター AD-5526

A&D デジタルマルチメーター AD-5526

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↑猫作品の鼻と尻尾の付け根辺りで計測するのが、距離が最も遠そうなので良さそうです。

ただ、僕は電気関係のことに関しては全くの素人なので、複数の抵抗部品を組み合わせたときの抵抗値の算出方法など、基本的なところを調べたりとかしながらやってみることにしました。

実験

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↑今回の猫作品に使用した「68KΩ」の抵抗。

まずは、作品の抵抗値を計る本番の前に計ってみる前に、どのくらいの数字が出るのか?ということを予想するために、ちょっとした実験&調べ物をしてみることにしました。

抵抗値の計算方法については下記のサイトなどを参考にさせていただきました。

合成抵抗の求め方(計算方法)

中学理科・並列回路の合成抵抗を簡単に求める : なるほどの素

それによると、「直列接続」と「並列接続」では計算式が違うということがわかりました。

まあ、図とか公式を見せるだけで説明するだけだと、算数が苦手な人(僕とか)には非常にわかりにくいと思うので、実際に「直列接続」と「並列接続」の抵抗を再現して計測しながら説明していくことにしましょう。

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↑てなわけで、68KΩの抵抗を、こんな感じにハンダ付けしました。

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それぞれ、「そのまま」「2個の抵抗を使用した直列接続」「3個の抵抗を使用した直列接続」「2個の抵抗を使用した並列接続」「3個の抵抗を使用した並列接続」というぐあいに、5種類の抵抗を用意しました。

これらの両端にテスターのリード棒を当てて抵抗値を計ります。

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手始めに抵抗1つだと、「67.3」という数字が表示されるので、誤差はあるけど、ほぼ68KΩということがわかりますね。

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ちなみに、ハンダは抵抗値0Ωです。まあ当然ですね。

直列接続

まずは直列接続の抵抗値についてです。

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直列の場合の抵抗値の算出法は非常にシンプルで、抵抗の抵抗値を合計するだけでOKです。

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実際に計ってみると、2つの直列接続だと「133.8」。

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3つの抵抗の直列接続だと「199.1」という数字が出ました。

まあ、だいたい2倍→3倍ということで、事前に計算した数字と辻褄が合っています。

これはわかりやすいですね。

並列接続

ちょっとややこしいのが、並列接続の場合です。

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↑並列接続の場合だと、このような計算式になります。わぁ〜分数だぁ・・・

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↑これを68KΩの抵抗ということで計算してみるとこんな感じの数字になります。

分数が出てくると頭が痛くなっちゃう人もいると思うけど、よく考えたら68Kを÷2とか÷3にすれば良いだけですね。

おそらく、抵抗値が違う抵抗を組み合わせる場合は、分数を使った計算式が必要になるんだろうけど、今回みたいな同じ抵抗値の抵抗だけだったらそんなに難しくありませんでした。

てなわけで、実際に計算してみると・・・

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並列接続の抵抗2つだと「33.6」

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抵抗3つだと「22.4」という数字が出まして、ほとんど計算の通りということになりました。

なるほどね〜、並列接続だと抵抗値が下がるんですね。イメージ的には抵抗値が増えそうな気がしていたので、これは意外でした。

同じ道幅の通り道が2本、3本と増えたと考えて、それだけ電流が通りやすくなると考えればいい訳です。

中学理科・並列回路の合成抵抗を簡単に求める : なるほどの素より引用)

なるほどね。

納得。

作品の抵抗値を計測してみる

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さて、理屈がわかったところで、鼻先と尻尾の付け根辺りにテスターを当てて、作品の抵抗値を計っていくことにしましょう。

この作品、9000個以上の抵抗がびっしりとハンダ付けされているわけなので、おそらくは直列と並列がめちゃくちゃ複雑に組み合わさった感じになっているはずです。

で、その出てきた数字はというと・・・

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「1.7KΩ」

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「0Ω」

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「5.9KΩ」

こんな感じで、リード棒を当てる場所を少しずらすだけで、かなりの差がありました。

へえ〜意外と少ないのね。抵抗値。

たまに0Ωになっちゃう部分があるのは、パーツが密集しすぎて、抵抗の部分を経由しない電気の道筋があったりするからなのかな?

とりあえず、計測する場所によって違いがありすぎて安定しないので、場所をずらしながら10回ほどテスターで計測してみてその平均をだしてみることにしました。

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そうすると「2.06KΩ」と出ました!

よって、今回作った作品の抵抗値は、場所によってまちまちだけど、平均すると「2.06KΩ」くらいと言うことがわかりました。

まとめ

まだ、この猫様は厳密に言うと完成じゃないんだけど、あとは微調整だけの予定なので、今後の作業だけでは抵抗値に大きな差は出ないかなと?と思います。(最終的には使用する抵抗の数が10000個くらいになりそうだけど。)

それにしても予想していたよりも抵抗値が低かったですね。個人的には。

9000個も使っているんだからもっとすごい数字が出ちゃうんじゃね?なんてことをイメージ的には思っていたので意外でした。複雑に絡み合うようなハンダ付けで、並列接続が多くなっているだろうから、少なくなるのは理解できるんですけどね。

また、密集しすぎてテスターのリード棒を当てる場所によっては、抵抗値が0の箇所もあるようです。

ちなみに、このシリーズの作品を作るときに使用する抵抗の抵抗値には特に意味があるわけではありません。色とか、ほぼ見た目的な部分で決めています。なので、68KΩの抵抗を使った意味はありません。

ゆえに、この作品の抵抗値は何Ω?ということを調べても意味はないっちゃないのだけど、意外な結果が出たので、おもしろかったです。

やってみて良かったです。

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