レオスタットガイド

この記事では、レオスタットがどのようなもので、どのように使用されるのかを具体的に説明します。

レオスタットの仕組みやポテンショメータとの違いについて紹介します。また、レオスタットの主な種類を紹介し、レオスタットの配線、電圧、テストについて説明します。

レオスタットとは？

レオスタットとは、可変抵抗器の一種です。電気回路に配置すると、レオスタットは、その周囲を流れる電流の量を調整し、制御するために使用できます。電源の供給を中断することなく、回路上の抵抗を変化させることによってこれを行います。

レオスタットは、機械式抵抗器の一般的な種類です。可変抵抗器は、ユーザーが必要なときに手動で抵抗値を変化させることができます。もう1つは、ポテンショメーターです。この2つの部品は形も機能もよく似ているが、使用するケースによって動作や挙動が多少異なります。

レオスタットとポテンショメーターの比較

レオスタットとポテンショメーターは、どちらも可変抵抗器の一種です。この2つの部品は、形も機能も似ていますが、レオスタットとポテンショメータには重要な違いがあります。

ポテンショメーターとの大きな違いは、ポテンシャルディバイダー（分圧器）として動作することです。実際には、分圧器やポテンショメーターは、2つの抵抗を直列に接続して電圧を分圧し、その間の回路部分に新しいV値を生成するように動作します。

ポテンショメーターは3端子部品です。両端に端子があり、3番目の端子はスライド式ワイパーに接続されており、コイル状のワイヤートラック上を移動することで抵抗値を調整します。

一方、レオスタットは2端子の可変抵抗器で、通常は電圧ではなく電流を調整します。大電流を制御するために使われることが多く、これは、接続される端子の数が少ないため、プリント基板に取り付けたときに機械的に堅牢であることが大きな理由である。

ポテンショメーターのように電圧源と並列に接続されるのではなく、負荷と直列に接続されるのがレオスタットです。ポテンショメーターが線形と対数の両方の減衰率を提供するのに対し、これは線形のみを提供します。ここでいう減衰率とは、ワイパーの位置と抵抗値の関係を指します。

まとめると、レオスタットとポテンショメーターの違いを簡単に記載すると、次のようになります。

抵抗器は何に使うの？

抵抗器は、電気回路を流れる電圧や電流の量を制御するために使用されます。可変抵抗器（レオスタットやポテンショメータなど）は、ユーザーが簡単に変更することができます。回路内のレオスタットの基本的な機能は、必要なときに必要なだけの電流の量を調整することです。そのため、電気回路におけるレオスタットの用途は多岐にわたります。最も一般的な用途は、電力制御機器である。その役割と機能は多岐にわたる。照明の調光、オーディオ回路の音量調節、温度調節ダイヤルなど、さまざまな用途に使用されている。かつてレオスタットはこのような用途に最適な技術でしたが、現代の回路の多くは、電流や電圧の流れを制御・調整するための高速電子スイッチング機能で設計されるようになっています。それでもなお、レオスタットは、回路のチューニングや校正など、特殊な役割で広く使用されています。

レオスタットの仕組み

回路に流れる電流の量を変えたい場合、2つの選択肢があります。回路の抵抗値を変えるか、回路に印加する電圧を変えるかのどちらかです。この関係は、オームの法則の基本式で表され、一般にV ＝電圧、 I＝電流、R＝抵抗で、V＝IRと表記されます。厳密には、V=IRは電気抵抗の定義式であるが、実用上はオームの法則と機能的に互換性があります。ポテンショメーターとは異なり、印加電圧は部品と回路の両方で一定のままです。代わりに、レオスタットは、抵抗を増加または減少させることによって、電流（したがって、電圧も）を調整します。その方法は、使用する抵抗器の種類によって異なります。異なるレオスタットは、最大電力と抵抗の定格が異なり、それぞれワットとオームで表示されます。例えば、リニアレオスタットは、直線状のワイヤーコイルに接触したスライド式のワイパーを動かすことで抵抗値を変化させます。一方、ロータリーレオスタットは、U字型のコイルにワイパーを接触させ、ノブやダイヤルを回して抵抗を制御します。レオスタットはどのように機能するのか」という質問には、レオスタット回路の配線方法を理解することが重要です。抵抗器の端子と接続部の役割に注目する必要があります。

• ポテンショメーターは、固定端に1つ、摺動接点またはワイパーに3つの端子を使用します。
• レオスタットは、2つのアクティブ端子を使用し、そのうちの1つはどちらかの固定端に固定され（もう一方はそのままか接地される）、もう一方はワイパーに接続されます。
• そのため、片方の固定端子を外せば、ポテンショメータをレオスタットとして機能させることができる。しかし、その逆でレオスタットをポテンショメーターにすることはできません。

このため、ワイパーをコイル線に沿って動かすと、両者の間の有効長を変化させることができる。そのため、この2つの接点に架かる電気の通り道は、伸びたり縮んだりする。簡単に言えば、この機械的な長さ調整によって回路に可変抵抗が発生し、レオスタットがAからBへの電流の流れを変化させ、制御することができるのです。

レオスタットの種類

レオスタットとは何という問いに答えるとき、主要なタイプの可変抵抗器について言及する必要があります。どれも基本的には同じことをしますが、その物理的なレイアウトや使い方は異なります。

ロータリーレオスタット

ロータリーレオスタットは、抵抗線コイルが馬蹄形またはU字形に配置され、接点ワイパーが回転するダイヤルまたはノブで制御される以外は、リニアバージョンと同じように機能します。基本的な動作原理は、どちらの場合もほぼ同じです。

ロータリーレオスタットの場合、ダイヤルを回すと、接触しているワイヤーコイルを中心にワイパーが前後に引っ張られます。これにより、固定端子とスライド端子の間にある抵抗線の長さが伸びたり縮んだりします。

電流は電線の長さと逆相関で変化する。短いと抵抗が減るので電流が増え、長いと抵抗が増えるので電流が減ります。

プラグインレオスタット

プラグインレオスタットは、アフターマーケットとして特定の家電製品や回路に取り付けることができる外部レオスタットスイッチの一種です。その目的は、通常、そのコア回路にこの機能が組み込まれていない場合、デバイスに調整可能な電力設定の範囲を与えることです。

一般的には、ランプ、ファン、送風機などがあります。プラグイン式レオスタットは、光源調整以外の用途でもプラグイン式調光器として販売されていることが多くあります。