電子回路は何をするもの？
電子回路は電気エネルギーを流し、制御し、利用するための仕組みです。ランプはエネルギーの一部を光に変え、センサーは物理量を信号に変え、マイコンはその信号を処理して動作を決めます。いずれも、部品をつないで回路を作るところから始まります。
回路は部品を並べただけでは動きません。電流が流れ続けるには、電気を通す閉じた経路が必要です。経路が切れていても、電池の両端には電圧が残ることがあります。電圧、電流、抵抗の違いは次のレッスンで詳しく学びます。
回路にある四つの役割
- 電源はエネルギーを供給し、二つの端子間に電位差を保ちます。電池や低電圧の電源装置が例です。
- 導線は部品をつなぎます。ブレッドボード上の線や、基板上の銅配線が該当します。
- 負荷はエネルギーを使います。LED は光り、モーターは回り、抵抗器はわずかに熱くなります。
- スイッチは経路を開閉します。開けばそのループの電流は止まり、閉じれば経路がつながります。
図では、電源のプラス端子から抵抗器を通り、マイナス端子へ戻る経路をたどってください。矢印は慣用電流の向きを示します。金属中の電子は逆向きに移動しますが、回路図ではこの約束に従います。
配線する前に回路図を読む
回路図が示すのは電気的な接続であり、机の上での部品の位置ではありません。線は接続を、記号は部品の働きを表します。離れて描かれた部品でも、同じ線で結ばれていれば接続されています。逆に線が交差しても、必ず接続されるわけではありません。接続点の印を確認しましょう。
電源を入れる前に、閉じた経路があるか、スイッチを開くとどうなるかを考えます。LED など向きのある部品にも注意してください。
安全な最初の実験
単3電池2本を直列につないだ電源（約3 V）、赤色 LED、220 Ω の抵抗器を用意します。プラス端子 → 抵抗器 → LED のアノード → カソード → マイナス端子の順に、一つのループを作ります。通常、短い脚と本体の平らな側がカソードです。電池を外した状態で配線し、短時間だけ通電して LED を観察します。点灯しなければ電池を外し、接続と LED の向きを確認してください。
抵抗器は電流を制限します。LED を電池に直接つながないでください。電池の端子を短絡させたり、この実験に家庭用電源を使ったりしないでください。電流の計算はオームの法則のレッスンで扱います。
**要点：**電源、負荷、閉じた経路を見つけ、通電前に回路図と実際の配線を照らし合わせましょう。