電子工作の部品一覧では主に、抵抗・コンデンサー・コイルを主として、半導体にダイオードやトランジスタが使われ、これらの部品が様々な形で組み合わさって動いています。
電子工作の初心者や入門者にとって電子部品の種類や部品一覧についての基礎知識は頭を悩ませる分野だと思います。
そんな疑問を高校から大学まで工学部電気電子工学科の私が電子工作入門初心者にも分かりやすく電子工作の部品一覧について解説します。
今回紹介する電子部品一覧は、電子工作や電気電子を学ぶ上で必須と言える知識ですので、入門用に部品の紹介程度ではありますが、どのような役割をするのかそれぞれ基礎知識を抑えておきましょう。
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電子工作の部品一覧を初心者・入門用にザクッと紹介！ポイント
- 電子工作にしようする電子部品には主にR(抵抗)・L(インダクタ)・C(キャパシタ)の知識や半導体などの様々な基礎知識が必要で、目的によって使用する部品の組み合わせは異なる。
- 電子部品の一覧や、部品について詳しくなりたいのであれば、何でも良いのでまずは自分で電子部品一覧を組み合わせた回路を作ってみる事。
- 電子部品の基礎について学ぶのであれば、部品の知識だけではなく工具の知識も必要。
電子工作 入門に必要な部品一覧は？名称や名前を交えて基礎知識が必要な理由を解説
電子工作を始めるために必要な基本的な部品はコンデンサ・抵抗・コイルに加え半導体であるダイオードやトランジスタであることを紹介しました。
回路内容によっては、他の部品も必要になるかもしれませんが、最初に以下の部品や工具を揃えておくと良いでしょう。
電子工作は作るだけなら必要ない知識ですが、回路を設計したり変更したりする場合は、部品の知識は避けて通れませんので、しっかり基礎を頭に入れて進めましょう。
また、電子工作に必要な半田ごてについてはこちらの記事でも解説していますのでご覧ください。
- 抵抗器 (Resistors):
- 電子回路で電流や電圧を制御するための部品です。初めに標準的な値の抵抗器セットを用意すると便利です。
- コンデンサ (Capacitors):
- 電荷を蓄え、放出する役割を果たす部品です。電源の安定化や信号の整流に使用されます。一般的なセラミックコンデンサと電解コンデンサがあります。
- トランジスタ (Transistors):
- アンプやスイッチング回路に使用される半導体デバイスです。NPNとPNPの2つの主要なタイプがあります。
- ダイオード (Diodes):
- 電流を一方向に通す半導体デバイスです。整流やバッテリー保護などに使用されます。
- LED (Light Emitting Diodes):
- 発光ダイオードで、電気が通ると光る部品です。回路の動作確認やインジケーションに使用されます。
- コイル (coil):
- コイルは昇圧回路や降圧回路に使用されるデバイスです。高電圧を発生させたり、電圧を落としたりする時に使用されます。
- 抵抗器、コンデンサ、トランジスタなどのユニバーサル基板:
- プロトタイプ回路を作成するための基板。部品を配置し、はんだ付けすることができます。
- ブレッドボード (Breadboard):
- 仮の回路を組むための基板。はんだ付けなしで部品を差し込むことができます。
- ワイヤーとジャンパーケーブル:
- 部品同士を接続するためのワイヤーやジャンパーケーブル。ブレッドボード上での回路組み立てに使用します。
- 電池ボックスと電源:
- 電子回路に電力を供給するための電池ボックスやアダプター。
- マルチメーター:
- 電圧、電流、抵抗などを測定するための計測器。
これら電子工作に必要な基本的な部品一覧や工具を揃えておくと、初めての電子工作を始める際に役立ちます。
また、電子工作の知識がが進むにつれて必要な部品が増えるかもしれませんが、これらの部品は基本的な電子工作には欠かせないものです。
電子工作に必要な部品の名前は理解できても、実際にどのようなものが使われているか見てみたいと思いませんか？そんな時に秋葉原では有名店の一つである千石電子さんをご紹介します。
部品の細かい種類を載せるとキリがないので、こういった有名で安価で購入できる電子部品屋さんのHPを眺めて勉強するのも良いと思います。
部品の細かい種類とは、コンデンサーや抵抗一つとっても、かなり細かい種類や特徴がありますので、順次どのような種類があるのかお店のサイトを見ているだけでも参考になります。
部品の仕組みを初心者と入門向けに分かりやすく解説
上記で部品の簡単な概要を理解した所で、次項では部品のより詳細な仕組みについて解説していきます。
何から何まで初めての方に私も読んだことがある下記のような電子部品の図鑑があると理解しやすいかもしれません。
抵抗器
抵抗器（Resistor）は電子回路において電流の流れを制限したり、電圧を分圧したりするための基本的な部品です。
以下に、抵抗器の基本的な仕組みについて初心者向けに分かりやすく解説します。
- 抵抗の役割:
抵抗器の主な役割は、電流の流れを制限することです。電流は抵抗器を通る際に、抵抗によって制限されます。この特性を利用して、回路内の電流を調整することができます。 - 単位と記号:
抵抗の単位はオーム（Ω）で、抵抗器の値はオーム数で表されます。抵抗の値は通常、カラーコードや数値で示されます。例えば、100Ω（オーム）の抵抗器は、100Ωの抵抗を持っていることを示しています。 - 抵抗の色コード:
抵抗器の本体には、カラーコードが塗られており、これによって抵抗の値を読み取ることができます。一般的に、4本のカラーバンドが使われます。各色に対応する数字があり、それを組み合わせて抵抗の値を求めます。 - オームの法則:
オームの法則は電圧（V）、電流（I）、抵抗（R）の関係を示す法則です。オームの法則は以下の式で表されます。
[ V = I \times R ]
ここで、Vは電圧、Iは電流、Rは抵抗です。 - 抵抗の種類:
抵抗器はさまざまな種類があります。固定抵抗器は特定の値を持ち、可変抵抗器（ポテンショメータ）は調整可能な抵抗値を持っています。また、抵抗の耐電圧や耐電力も考慮する必要があります。
簡単に言えば、抵抗器は電流を流すときにその流れを制限する役割を果たし、オームの法則を利用して電圧と電流の関係をコントロールします。
これによって、電子回路内で適切な電流を確保することができます。
コンデンサー
コンデンサー（Capacitor）は電子回路において電荷を蓄え、放出する役割を果たす部品です。
以下に、コンデンサーの基本的な仕組みを初心者向けに分かりやすく解説します。
- コンデンサーの役割:
コンデンサーは電流を通す能力を持ち、電荷を蓄えることができます。これにより、電流が流れる際に一時的にエネルギーを蓄え、必要なときに放出することができます。 - 構造:
コンデンサーは通常、2つの導体（通常は金属箔）とその間に絶縁体（ディオレクトリック）から構成されています。導体と絶縁体の組み合わせによって、コンデンサーの特性が変わります。 - ディオレクトリック:
絶縁体は電流を通さない性質を持っており、ディオレクトリックと呼ばれます。異なる種類のディオレクトリックを使用することで、コンデンサーの特性が変わります。一般的なディオレクトリックにはセラミック、アルミニウム、ポリエステルなどがあります。 - キャパシタンス:
コンデンサーの容量を表す指標は「キャパシタンス」で、単位はファラド（F）です。一般的にはマイクロファラド（μF）やピコファラド（pF）などが使用されます。キャパシタンスは、コンデンサーが蓄えられる電荷量を示します。 - 充電と放電:
コンデンサーは電圧がかかると充電され、電圧がかからなくなると放電します。この特性を利用して、タイミング回路や信号整形など、さまざまな用途に使用されます。 - 用途:
- フィルタ回路：不要な信号成分を除去するために使用されます。
- カップリング：異なる回路間で信号を伝達するために使用されます。
- タイミング：一定の時間の遅延を生じるために使用されます。
簡単に言えば、コンデンサーは電荷を蓄え、放出することができる部品であり、その特性を利用して電子回路内でさまざまな機能を果たします。
電子部品は時に取り扱いを間違えると事故に発展する大変危険なもので、その代表的な例が容量をオーバーした電圧を加えると破裂する可能性があり、注意が必要です。
トランジスター
トランジスターは、電子回路において信号の増幅や制御を行うための半導体デバイスです。
トランジスターの基本的な仕組みを初心者向けに簡単に解説します。
- トランジスタの種類:
トランジスタには異なる種類がありますが、主に「バイポーラ・ジャンクション・トランジスタ（BJT）」と「フィールド・エフェクト・トランジスタ（FET）」の2つの主要な種類があります。ここでは、BJTの基本的な仕組みに焦点を当てます。 - 構造:
BJTは通常、N型半導体とP型半導体の2つの異なる種類の半導体を使って構成されます。これらの半導体が接触する領域をジャンクションと呼びます。 - エミッタ（Emitter）、ベース（Base）、コレクタ（Collector）:
BJTには3つの端子があります。
- エミッタ（E）：電流が流れる出発点
- ベース（B）：トランジスタを制御するための端子
- コレクタ（C）：電流が集まる先
- 動作原理:
- 増幅（NPN型トランジスタの場合）:
- ベースに微小な電流を供給すると、これによりエミッタからコレクタへ電流が流れるようになります。
- ベースに流れる微小な電流が、コレクター間の大きな電流を制御する働きをします。
- ベースに供給された小さな電流がコレクター間の大きな電流に変換され、これにより信号の増幅が行われます。
- 制御（PNP型トランジスタの場合）:
- NPN型とは逆に、ベースに電流を流すと、エミッタからコレクタへの電流が制御されます。
- ベースに流れる電流によって、エミッタからコレクタへの電流の流れが増減し、トランジスタがON/OFF状態を制御します。
- 用途:
トランジスタは主に増幅やスイッチング回路で使用されます。例えば、アンプやマイクロプロセッサ内の論理回路などがあります。
簡単に言えば、トランジスタは微小な電流や信号を使って大きな電流や信号を制御・増幅する部品であり、電子機器の基本的な構成要素の一つです。
下記の回路は、トランジスターとコイルを使ったテスラコイルの発振回路について解説しています。
ダイオード
ダイオードは電子回路において電流を一方向に通す半導体デバイスで、P型半導体とN型半導体が接合されています。
以下に、ダイオードの基本的な仕組みを初心者向けに簡単に解説します。
- ダイオードの基本構造:
ダイオードは通常、P型半導体とN型半導体が接合した構造を持っています。この接合面をPNジャンクションと呼びます。 - 動作原理:
- 順方向通電（Forward Bias）:
- 正の電圧をダイオードのP側にかけると、電子がN側に押し出され、同時にP側には正孔が供給されます。
- このとき、PNジャンクションを電流が通りやすくなり、電流が流れます。
- この状態でダイオードは「順方向に導通している」と言います。
- 逆方向通電（Reverse Bias）:
- 逆に、負の電圧をP側にかけると、電子がN側に引き寄せられ、P側には正孔が移動します。
- このとき、PNジャンクションが電流を通りにくくなり、電流がほとんど流れません。
- この状態でダイオードは「逆方向に絶縁している」と言います。
- 順方向通電と逆方向通電の特性:
- 順方向通電時は低い抵抗を持ち、電流が通りやすい状態です。
- 逆方向通電時は高い抵抗を持ち、電流が通りにくい状態です。
- 用途:
- ダイオードは整流器として使われ、交流を直流に変換します。
- ダイオードはクリッピングやクランピング回路で使われ、信号の波形を制御します。
- LED（Light Emitting Diode）もダイオードの一種であり、逆方向通電時に発光します。
簡単に言えば、ダイオードは電流を一方向に通す特性を持つ部品で、その特性を利用してさまざまな電子回路で様々な役割を果たします。
LED
LED（Light Emitting Diode）は電子回路において電気エネルギーを光に変換する素子で半導体です。
以下に、LEDの基本的な仕組みを初心者向けに簡単に解説します。
- 構造:
LEDは半導体素子の一種であり、主にガリウムやリンなどの材料から作られています。LEDには異なる色や発光特性を持つものがあります。 - 発光原理:
LEDの発光原理は「発光ダイオード」という名前が示す通り、ダイオードの性質を基にしています。LEDのPNジャンクションでは、電子と正孔が再結合する際にエネルギーが放出され、それが光となります。 - 順方向通電:
- LEDは順方向に電流が流れたときに発光します。これは通常、LEDに正の電圧をかけることで順方向通電が行われます。
- 順方向通電により、PNジャンクションで電子と正孔が再結合し、エネルギーが放出されます。
- 発光の色:
- LEDの発光の色は、使用される半導体材料や添加物によって異なります。
- 例えば、ガリウムアルセニド（GaAs）は赤色のLEDを生成し、ガリウムヒ素（GaAs）は緑色のLEDを生成します。
- 用途:
- LEDは表示灯やランプ、ディスプレイ、光ファイバ通信など、広範囲にわたって利用されています。
- 小型で省エネルギーなため、電子機器や照明などで一般的に使用されています。
- 電流制限:
- LEDには適切な電流制限が必要です。一般的には電流制限用の抵抗を接続して使用します。
- 過大な電流が流れるとLEDが破損する可能性があるため、適切な回路設計が重要です。
簡単に言えば、LEDは電気エネルギーを光に変換する半導体素子で、順方向に電流を流すことで発光します。その特性を利用して、さまざまな用途に使われています。
コイル
コイルは電子回路において、電流が流れると磁場を生成する部品です。
以下に、コイルの基本的な仕組みを初心者向けに簡単に解説します。
- コイルの構造:
コイルは通常、導線を複数回巻きつけたり、磁性材料をコアとして用いたりして構成されます。コアがある場合、コアによって磁束が増幅され、コイルの効果が向上します。 - コイルの動作原理:
- 電流がコイルを流れると、コイル周囲に磁場が発生します。この磁場の発生は、アンペールの法則に基づいています。
- アンペールの法則によれば、電流が通る導線を一周する磁場は、電流の方向に比例し、コイルの巻き数が多いほど強くなります。
- 自巻誘導:
- コイルに電流が流れると、コイル自体に対する自巻誘導が発生します。これはコイルに流れる電流が変化すると、コイル内部に誘導電動力が発生する現象です。
- 自巻誘導の効果を利用して、トランスやインダクタなどのコンポーネントが設計されます。
- インダクタンス（コイルの特性）:
- コイルの特性はインダクタンスと呼ばれ、単位はヘンリー（H）です。インダクタンスはコイルに流れる電流に対する磁場の生成能力を示します。
- インダクタンスはコイルの巻き数やコア材料によって変化します。
- 用途:
- コイルはフィルタ回路や発振回路、変圧器、電磁リレーなど様々な回路で利用されます。
- インダクタンスの特性を利用して、信号のフィルタリングや電力の変換を行います。
簡単に言えば、コイルは電流が流れると磁場を生成し、この磁場を利用してさまざまな電子回路で機能します。
いかがだったでしょうか。ちょっと長くなってしまいましたが、この程度の知識は電子工作をする上であって当然と言えますし、部品一つ一つについて書きだすとそれこそそれぞれの分野で分厚い専門書があるほどなので、頑張って一つ一つ覚えて行きましょう。興味があり、本気で学びたい方は早いうちに専攻分野の変更や、人生の軌道修正すら必要かもしれません。それほど、この分野は深い専門知識が必要で独学で学ぶのはほぼ不可能です。
電子工作の作品例を最後に紹介します
電子工作の部品一覧を使って作る事が出来る電子回路の代表例を紹介します。
トランジスターとブザーだけの基本的な回路なので、初心者や電子部品一覧について知識のない方でも取り組むことが出来る回路構成です。
電子工作の部品一覧を初心者・入門用にザクッと紹介！のまとめ
電子工作や電子回路を構成する為の電子部品一覧について紹介してきました。
電流の流れを制御するには、基本的な部品として抵抗が使われ、電子回路を学ぶ上で一番最初に出てくるのが抵抗です。
コンデンサーは、電気を蓄え放出する役割を持っており、二枚の平板が重なり合った構造をしています。
コンデンサーは、交流は周波数が高い程流れやすくなりますが、直流は流さないという特徴があります。
コイルは基礎的なものだと電磁石を利用したリレースイッチとして使われますが、コイルに電流を流して切ると誘導電流を発生させる仕組みを利用して、昇圧・降圧コンバータとしても利用されます
ダイオードは電流を一方方向にしか流さない半導体で、PN接合半導体です。
ダイオードの主な用途としては、電流を一方方向にしか流さないという性質を利用して、主に整流や電流の逆流防止として使用されます。
トランジスターについても解説しました。
トランジスターも半導体で、主に電流をスイッチしたり電流を増幅したりする役割があります。
電子工作に必要な部品一覧は様々な物がありますが、電子回路・電気回路・電子部品について詳しくなりたいなら、専門学校や大学で勉強するのが一番手っ取り早い学習法です。
よく、電気工事士について資格を取れば電気の事が網羅的に学べるのかという質問を頂きますが、電気工事士の資格で知る事が出来る範囲は電気のほんの一部で、この電気工事士の資格をとってもアナログ電子回路やデジタル電子回路について学ぶ事は出来ません。
電子回路や電子工学にも細分化された様々な研究テーマや専門分野がありますが、簡単な電子回路について設計できるようになりたいのであれば、論理回路とアナログ電子回路を学ぶことをおすすめします。
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