回路記号は、電気回路図や電子回路図で頻繁に使用され、回路の接続関係を示します。回路記号は、あらゆる電気回路や電子回路を構築・設計するための基本的な構成要素です。電気回路図や図表における様々な電気部品の図式表現を電気記号と呼びます。回路図は、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、トランジスタ、ダイオード、電池、スイッチなど、多くの回路記号で構成されています。各回路記号には、それぞれ独自の特性と値があります。
この記事は、回路図の分析と設計に最も頻繁に使用される回路記号を読み、学習し、理解するのに役立ちます。
2. 回路図でよく使われる電気記号
i. 電源回路記号
電池：
電池は、端子間に一定の電位差（固定電圧）を与える電気部品です。電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに容易に変換できる電気化学セル（単数または複数）で構成されています。電池は回路の中核を成す部品です。電池は、電解質、正極、負極の3つの主要部品から構成されています。
DC電圧源
あらゆる電力システムには、直流電圧源と交流電圧源という2つのカテゴリの電力源があります。直流電圧とは、直流電流（DC）を供給する一定の極性を持つ電圧源を指します。通常、直流電圧源または電力はバッテリーによって供給されますが、燃料電池や太陽電池を同じ目的に使用できる場合もあります。
AC電圧源
AC電圧源とは、交流電圧源を指します。AC電圧の振幅は変動し、電力は常に一定ではありません。電圧または電力の変動は、AC電圧源に接続された電気機器によって引き起こされます。回路図におけるAC電圧源の回路記号は次のとおりです。
接地：
電気回路における接地は、電子機器や回路を短絡、故障、または過負荷から保護します。電気回路図における接地は、高故障電流をアースへ流すための低抵抗の経路を提供し、電力システムや機器を保護します。接地がないと、電気回路やシステムは損傷します。接地を表す一般的な電気記号は以下の通りです。
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ii. 受動電気記号
抵抗器：
抵抗器は、電気回路または電子回路における電流の流れを制御する受動素子です。抵抗器は電力を消費するため、受動電気部品と呼ばれます。抵抗器を表す最も一般的な回路記号は、次のようなジグザグ線です。
コンデンサ：
コンデンサは、誘電体（絶縁体）によって分離された2枚以上の導電板で構成される受動的な電気部品です。電気回路図におけるコンデンサの目的は、プレート間に電位差を生じさせる電荷の形でエネルギーを蓄えることです。コンデンサはプリント基板の製造および組み立てにも広く使用されています。コンデンサの静電容量はLで表されます。コンデンサを表す最も一般的な回路記号は、です。
インダクタ：
インダクタは、電流の急激な変化に抵抗する2端子の受動電気部品です。チョークコイルやコイルとも呼ばれます。インダクタは電磁場の形でエネルギーを蓄えます。表面実装型インダクタ（SM）はプリント基板のパッド上に実装され、スルーホール型インダクタ（TH）はプリント基板のビアホールにリード線を通してプリント基板上面に配置されます。インダクタの基本回路記号は以下の通りです。
iii. スイッチ、リレー、変圧器
スイッチ：
電気回路図において、スイッチとは回路を開閉する部品です。回路を開くということは、回路を電力システムから遮断することを意味します。一方、回路を閉じるということは、電流を流して回路を電源に接続することを意味します。スイッチには、単極単投（SPST）、単極双投（Single Pole Single Throw）、双極単投（DPST）、双極双投（Double Pole Double Throw）など、多くの種類があります。
リレーと変圧器の回路記号:
電力システムにおいて、変圧器は電磁誘導によって電気エネルギーを伝送する受動機器です。変圧器の基本的な機能は、電圧を昇圧または降圧することです。変圧器は単相または三相のいずれかです。電気回路または電力システムでは、変圧器は以下のように表されます。
リレー 電気回路におけるリレーは、実際には電子的または電気機械的に回路を開閉するスイッチです。リレーは外部からの信号を受信すると自動的に作動します。リレーは、産業オートメーションシステム、家電製品、HVACシステムなどで広く使用されています。回路図においてリレーに使用される一般的な回路記号は次のとおりです。
3. 一般的な電子回路記号
i. ダイオードとトランジスタ（能動電子記号）
ダイオード、ツェナーダイオード、LED:
ダイオード ダイオードは、電流の一方通行のスイッチとして機能する2端子の半導体電子デバイスです。通常はシリコンで作られており、電流を一方向に流します。ダイオードを整流器として使用すると、交流電圧を直流電圧に変換します。ダイオードの一般的な回路記号は次のとおりです。
ツェナーダイオード ツェナーダイオードは、特定の電圧（閾値電圧）を超えると逆方向に電流を流す特殊なダイオードです。ツェナーダイオードの逆方向電流の導通はツェナー効果と呼ばれます。ツェナーダイオードの回路記号は以下のとおりです。
発光ダイオード（LED）も半導体デバイスの一種で、電流が流れると発光します。LEDのこの現象はエレクトロルミネッセンスと呼ばれ、幅広い用途に使用されています。
バイポーラ接合トランジスタ (BJT):
バイポーラ接合トランジスタ（BJT）は、半導体固体の電流制御デバイスです。エミッタ、ベース、コレクタと呼ばれる3つの端子を接続する2つのPN接合で構成されています。これらの3つの層の配置によって、BJTはNPN型とPNP型の2つの主要なタイプに分けられます。
その NPN形トランジスタ p 型の薄い層で分離された 2 つの n 型半導体で構成されています。
一方、 PNPトランジスタ n 型の薄い層で分離された 2 つの p 型半導体で構成されます。
MOSFET:
金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）は、MOS構造を持つ電界効果トランジスタです。ゲート（G）、ソース（S）、ドレイン（D）の3端子デバイスです。MOSFETは基本的に、スイッチ、電圧制御電流デバイス、または増幅器として使用されます。MOSFETには、NチャネルとPチャネルの2つの主要なタイプがあります。
ii. 集積回路とマイクロコントローラ
オペアンプ（オペアンプ）:
オペアンプは、2つの入力間の微弱な信号や電圧差を増幅できる集積回路です。オペアンプはDC信号とAC信号の両方を増幅します。
論理ゲート:
論理ゲートは、入力を与え、ゲートの種類と入力に応じて0または1を出力することで、論理演算を実行するために使用されます。論理ゲートの動作は、数学、つまりブール代数に基づいています。主要な論理ゲート回路記号には、次のようなものがあります。
マイクロコントローラー：
マイクロコントローラは、4ビットから32ビット、または64ビットのプロセッサまで、中央処理装置（CPU）の機能を備えた単一の集積回路（IC）です。マイクロコントローラは、産業用制御システム、電子機器、IoTデバイスなどに使用されます。
4. 回路記号と回路図の読み方と理解方法
電気・電子回路図を表現するには、回路記号を理解することが重要です。これらの記号は、電気技師、PCB設計者、電子機器メーカー、そして技術者が回路を容易に解析・設計するのに役立ちます。回路記号と回路図の理解は、以下の手順で行います。
- AC または DC のいずれかの電源を識別します。
- 電流の流れ、つまり回路の正極と負極を特定します。
- 抵抗器、コンデンサ、インダクタなどの基本的な回路コンポーネントを探します。
- 直列または並列の回路接続を理解します。
- コンポーネントの値（例：10kΩ 抵抗、100µF コンデンサ、50µH など）を探します。
- 回路図内の制御信号、フィードバック パス、またはデータ フローを識別します。
6. 実際のプロジェクトで回路記号を使用する方法
回路図を説明し、回路部品を識別することで、実際のプロジェクトで回路記号を使用できます。次に、回路部品をそれぞれの値と仕様に基づいて組み立てます。ブレッドボード上で回路配線を使用し、電気回路または電子回路を構築、解析、テストします。
検証が完了したら、PCB設計ソフトウェアを使用して回路をプリント基板レイアウトに変換し、正しい配線と部品配置を確保します。プロフェッショナルなPCBプロジェクトのために、 Wonderful PCB 回路図を高品質のプリント回路基板に変換するお手伝いをします。
結論
回路記号は、回路図の理解、設計、トラブルシューティングに重要です。回路図の回路記号は、電気技師にとって役立ちます。 PCB設計者、電子機器メーカーは、回路の挙動を解析し、電力システムや電子機器を設計するために回路記号を使用します。回路記号を理解することで、電気・電子システムを効果的に運用・管理できるようになります。 Wonderful PCB 電子プロジェクトやプリント回路基板の設計に適した正確な回路記号を提案します。
