抵抗

【抵抗】『定格電圧』と『最高使用電圧』と『過負荷電圧』の違い

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『定格電圧』と『最高使用電圧』の違い

【抵抗】『定格電圧』と『最高使用電圧』の違い(データシート)
抵抗のデータシートを見ると、上図のように定格電力(Power Rating)、最高使用電圧(Maximum Working Voltage)、抵抗値範囲(Resistance Range)が記載されています。

抵抗の定格電圧[V]は定格電力[W]と抵抗値[Ω]を用いて算出することができ、以下の式となります。

\begin{eqnarray}
定格電圧[V]=\sqrt{定格電力[W]×抵抗値[Ω]}
\end{eqnarray}

上式より、抵抗値[Ω]が大きいほど、定格電圧[V]も大きくなり、それを図で表したのが、下図の青線となります。
【抵抗】『定格電圧』と『最高使用電圧』の違い

ここで注目していただきたいのが、ある値を境に定格電圧が一定になっているということです。

抵抗値が大きくなってくると、抵抗の電極間に印可することができる電圧が大きくなり、電極間でショートしたり、抵抗が電圧に耐えることができず、絶縁破壊してしまうことがあります。そのため、連続して印可することができる電圧が決められているのです。その電圧を最高使用電圧といいます。

また、定格電圧と最高使用電圧が等しくなるときの抵抗値のことを、臨界抵抗値といいます。臨界抵抗値より小さな抵抗値の場合は定格電圧まで電圧を印可することができ、臨界抵抗値より大きな抵抗値の場合は最高使用電圧まで電圧を印可することができます。

また、先ほど示したデータシートでは、臨界抵抗値は以下の式で表すことができます。

\begin{eqnarray}
臨界抵抗値[Ω]=\frac{最高使用電圧[V]^2}{定格電力[W]}=\frac{300^2}{0.25}=360[kΩ]
\end{eqnarray}

なお、交流電圧の場合、商用周波数の実行値を考えます。

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『過負荷電圧』と『最高過負荷電圧』とは

定格電力(Power Rating)や最高使用電圧(Maximum Working Voltage)以外にもデータシートを見ると、最高過負荷電圧(Maximum Overload Voltage)が記載されています。

抵抗の過負荷電圧は短時間過負荷試験(JIS C 5201-1 4.13)において、5秒間印可可能な過負荷電圧の最大値のことです。通常、短時間過負荷試験での印可電圧は定格電圧の2.5倍であり、最高過負荷電圧を超えない電圧を印可します。

\begin{eqnarray}
過負荷電圧[V]=定格電圧[V]×2.5
\end{eqnarray}

過負荷電圧を最高過負荷電圧図で表したのが、下図の赤線となります
【抵抗】『定格電圧』と『最高使用電圧』の違い

また、過負荷電圧と最高過負荷電圧が等しくなるときの抵抗値のことも臨界抵抗値といいます。臨界抵抗値より小さな抵抗値の場合は過負荷電圧まで電圧を印可することができ、臨界抵抗値より大きな抵抗値の場合は最高過負荷電圧まで電圧を印可することができます。

また、先ほど示したデータシートでは、過負荷電圧における臨界抵抗値は以下の式で表すことができます。

\begin{eqnarray}
臨界抵抗値[Ω]=\frac{\left(\displaystyle\frac{最高過負荷電圧[V]}{2.5}\right)^2}{定格電力[W]}=\frac{\left(\displaystyle\frac{600}{2.5}\right)^2}{0.25}=230.4[kΩ]
\end{eqnarray}
【補足】
シャント抵抗等の抵抗値が低いものは、定格電力から求めることができる定格電圧がそもそも低いため、最高使用電圧や最高過負荷電圧の記載がない場合があります。
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