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電子コンポーネント概略記号の完全なガイド

このガイドは、回路図記号が何であるか、および回路図に電子コンポーネントを表示するために使用する方法を説明しています。電源、抵抗器、コンデンサ、トランジスタ、モーター、スピーカーなどのさまざまな種類のシンボルについて学びます。また、これらの記号を世界中で同じようにする標準ルール（IEC、ANSI、IPCなど）もカバーしています。電子機器を修正、構築、または学習するかどうかにかかわらず、これらのシンボルを知ることは、回路をより簡単に理解するのに役立ちます。

カタログ

電子コンポーネントの概略記号とは何ですか？

概略記号は、電子回路図で使用される単純化された視覚表現です。コンポーネントの物理的な外観を示すのではなく、システム内でコンポーネントがどのように機能し、接続するかを示しています。この単純化は、コンポーネントがどのように見えるか、構築されているかではなく、電気の流れとどのように相互作用するかに焦点を合わせるのに役立ちます。これらのシンボルの主な目的は、複雑な回路を理解しやすく、操作しやすい図に変えることです。背景や場所に関係なく、誰でも描かれた概略図を解釈できます。この普遍的な言語は、コラボレーションとトラブルシューティングをより効率的にします。

代わりにシンボリックアイコンを使用すると、画像は図の視覚的な混乱を減らします。部品間の論理的な関係を強調し、回路の設計をより速く理解することをサポートします。たとえば、単一のシンボルは、リレーまたは積分回路全体を表すことができます。これにより、個々のコンポーネントの複雑な詳細で迷子になるのではなく、システム全体の動作に集中できます。これらの抽象化は、問題を診断したり、アップグレードを計画したり、システムの動作を他の人に説明したりするときにも役割を果たします。これらは、埋め込まれたコントローラーや無線周波数モジュールなどの高密度または複雑なシステムで価値があります。

概略記号の標準化

IEC 60617

IEC 60617は、国際電気技術委員会（IEC）によって開発および維持され、電気図や電子図で使用されるグラフィカルシンボルの最も包括的な国際標準の1つです。抵抗器やコンデンサからより複雑な電気機械成分まで、すべてをカバーする何千もの標準化された記号が含まれています。IEC 60617の目標は、技術図面にグローバルに適用できる均一な視覚言語を促進することです。教育やデザインから製造やメンテナンスに至るまで、広く採用されています。完全なシンボルライブラリへのアクセスは、オンラインデータベースから提供されます。このデータベースは、新しいテクノロジーと進化する業界の慣行を反映するために定期的に更新されています。

IEEE/ANSI 315（1975）

American National Standards Institute（ANSI）と協力して、電気電子エンジニア研究所（IEEE）が発行したIEEE/ANSI 315は、何十年もの間、北米の頼りになる基準でした。1975年に最初にリリースされ、電気図および電子図に明確で一貫したシンボルのセットを提供し、20世紀後半にエンジニアリング教育と技術文書を形成する上で役割を果たしました。2019年には正式に撤回されましたが、レガシーシステムと歴史的文書の参照であり続けています。多くの人がこの基準に依存して、ビンテージまたは長寿命のシステムを正確に解釈および維持しています。その影響は、多くのエンジニアリングツールや教科書でまだ明らかです。

IPC-2612-1

IPC（Association Electronics Industries）が発行したIPC-2612-1は、電子設計自動化（EDA）環境で特にグラフィカルシンボルの作成と適用に対処する最新の標準です。手描きまたは2D CADを念頭に置いて開発された古い標準とは異なり、IPC-2612-1は、今日のECAD（電子コンピューター支援設計）プラットフォームで使用されるデジタルワークフローに合わせて調整されています。これは、印刷回路基板（PCB）レイアウトとシミュレーションのカスタムパーツまたは標準化された部品を構築するデザインチームにとって価値のあるコンポーネントライブラリに記号を構築、フォーマット、統合する方法に関する詳細なガイダンスを提供します。さまざまなソフトウェアプラットフォームにわたるシンボルの表現を調和させることにより、IPC-2612-1はエラーを減らし、チームのコラボレーションを改善し、より効率的な製造プロセスをサポートするのに役立ちます。

電源記号

これらの概略記号は、回路に電気エネルギーを提供するさまざまなタイプの電源を表しています。これらのシンボルを理解することは、回路図の解釈と設計に必要です。

AC電源

ACパワーシンボルは、通常、内部の正弦波、または「AC」というラベルの付いた端子のペアがある円として表示されます。これは交互の電流の原因を表します。ここでは、流れの方向は通常、地域に応じて通常50または60回あたり50または60回逆転します。ACパワーは、ユーティリティ会社から供給される電力の標準的な形式であり、一般的に家、企業、産業施設で使用されています。変圧器を使用して異なる電圧に簡単に変換できるため、長距離にわたって電力を送信するのに最適です。

図2. AC電源シンボル

DC電源

DC電源のシンボルには、通常、2つの平行線があります。1つは長い（正）、もう1つは短い（負）です。いくつかのバリエーションでは、電圧が調整可能であることを示すために矢印が含まれています。このタイプのソースは、電荷の安定した一方向の流れを提供します。DC電力は、特に一貫した電圧レベルを必要とする回路では、電子機器で重要です。一般に、パワーアダプター、ソーラーパネル、および研究所およびプロトタイピングで使用される規制電源が提供しています。

図2. DC電源記号

バッテリー

バッテリーシンボルは、1つ以上の電気化学セルの正と負の端子を表す、長い線と短い線の交互の並べ替えで構成されています。この記号は、エネルギーを化学的に貯蔵する自己完結型DC電源を示しています。バッテリーは、スマートフォンやラップトップなどのポータブル電子機器や、アラームや緊急照明などのシステムのバックアップパワーに適しています。使用されるセルシンボルの数は、多くの場合、バッテリーの電圧レベルに対応し、より多くのセルがより高い電圧出力を表しています。

図3.バッテリー/セルシンボル

パッシブコンポーネントシンボル

パッシブコンポーネントは、電気回路および電子回路の重要なビルディングブロックです。アクティブコンポーネント（トランジスタやダイオードなど）とは異なり、パッシブコンポーネントは電力を生成したり、信号を増幅したりしません。代わりに、彼らは電気エネルギーに応答し、多くの場合、エネルギーを保存または消費することにより、信号の振る舞いに影響を与えます。パッシブコンポーネントの主なタイプと、標準回路シンボルは次のとおりです。

抵抗器

抵抗器は、回路内の電流の流れを制限または制御するコンポーネントです。最も一般的なタイプは、通常、ジグザグまたは長方形の線で表される固定抵抗器です。ポテンショメータやレオスタットなどの可変抵抗器は、抵抗記号に矢印で描かれており、それらの抵抗を手動で調整できることを示しています。温度に敏感で、シンボルを通る斜めの線または矢印でマークされたサーミスタを含む特殊な抵抗器も存在します。温度の変動に応答して抵抗が変化します。同様に、光依存性抵抗（LDR）としても知られるフォトレジスタは、光の強度に基づいて抵抗を変化させ、抵抗器に向かって矢印を指す矢印で象徴されます。これらの抵抗器のそれぞれは、さまざまな環境または運用条件の下で電流を調節する上でユニークな役割を果たします。

図4.抵抗記号

コンデンサ

コンデンサは、電界の形で電気エネルギーを保存および放出するコンポーネントであり、タイミング、フィルタリング、およびエネルギー貯蔵アプリケーションに役割を果たします。AC回路や極性が懸念されない場合によく使用される非極性コンデンサは、回路図に等しい長さの2つの平行線で表され、プレートを象徴しています。対照的に、電解型やタンタル型などの偏光コンデンサは特定の極性を持ち、主にDC回路で使用されます。それらのシンボルは、1つの直線と1つの湾曲した線を備えているか、正の端子を示すプラス記号が含まれています。さらに、静電容量の調整を可能にする可変コンデンサは、コンデンサのシンボルを介して、またはそれらの調整可能な性質を反映して描いた矢印で描かれています。

図5.コンデンサ記号

インダクタ

インダクタは、電流がそれらを流れるときに磁場にエネルギーを保存するパッシブコンポーネントです。それらの主な機能は、電流の変化に抵抗することであり、それがそれらをフィルタリング、チューニング、およびタイミングアプリケーションで特に役立つようにします。回路図では、標準インダクタは一連のループまたはコイルドワイヤシンボルで表されます。インダクタにインダクタンスを増加させるためによく使用される磁気コアが含まれている場合、これはコイルの近くまたは内側のラインまたは長方形で示され、鉄コアインダクタを示します。インダクタンスを調整できるようにする可変インダクタは、可変抵抗器やコンデンサなどの他の調整可能なコンポーネントに使用される同様の規則に従って、コイルを通過する矢印で描かれています。

図6.インダクタ記号

トランス

変圧器は、電磁誘導の原理を介して2つ以上の回路間で電気エネルギーを伝達するパッシブコンポーネントです。それらは一般に、電圧分布と信号分離で電圧レベルを上下にステップアップするために使用されます。概略図では、変圧器は通常、磁気コアを示すためにそれらの間に平行な線があることが多い2つの誘導コイルで表されます。コイルの近くのドットまたはマークを使用して、巻きの極性または位相関係を示すことができます。描かれているコイルのスタイルと数は、トランスが上昇するか下りのステッピング用に構成されているかどうかを提案できます。一部の変圧器は、センタータップも備えており、プライマリまたはセカンダリ巻線の追加接続があります。これは、デュアル電圧出力または位相分割が必要な電源回路とオーディオアプリケーションに役立ちます。

図7.トランスシンボル

半導体デバイスシンボル

図8.半導体デバイス記号

半導体デバイスシンボルは、回路図で使用され、電子機器の電気を制御する重要な部品を表示します。これらの部品は、電気信号を変更、直接、またはブーストできるため、「アクティブコンポーネント」と呼ばれます。それらは、コンピューターや携帯電話からライトやスピーカーまで、ほとんどすべての電子で使用されています。1つの一般的なタイプはダイオードです。a ダイオード 片道の通りのような一方向のみで電気が流れるようにします。これは、AC（交互の電流）をDC（直接電流）に変更するのに役立ちます。これは、多くのデバイスが必要としています。ダイオードにはさまざまな種類があります。ツェナーダイオードは、電圧が十分に高いときに電気を後方に流すことができ、電圧を制御するのに役立ちます。電気が通過すると、LED（発光ダイオード）が点灯します。フォトダイオードは、光を感知すると電気を作り、センサーで役立ちます。ブリッジ整流器は4つのダイオードで作られており、ACをDCに変えるために電源でよく使用されます。

もう1つの重要な部分は、トランジスタです。 トランジスタ 電気をオンとオフにするスイッチのように動作するか、信号をより強くすることができます。NPNやPNP（双極トランジスタの種類）、および電圧で制御されるJFETSなど、さまざまな種類のトランジスタがあります。トランジスタは、ほぼすべての電子デバイスで使用され、コンピューターで特に重要です。統合サーキット（ICS）は、内部に多くの小さな電子部品を含む小さなチップです。図では、それらは長方形のように見えます。これらのチップは、内容に応じて多くのジョブを行うことができます。一部のICはロジックゲートであり、コンピューターで基本的な数学と意思決定を行います。運用アンプ（OP-AMP）のような他のものは、デバイスの信号強度または制御音と光を増加させるために使用されます。

電気機械装置記号

電気機械コンポーネントは、電気エネルギーを物理的な動き、音、またはその他の機械的効果に変換するデバイスです。回路図では、これらのコンポーネントは、デバイスの種類を描写するだけでなく、回路内でのアクティブ化または接続の方法を示すことが多い標準化された記号で表されます。a リレー 電磁石を使用して1つ以上の連絡先を機械的に操作する電動スイッチです。電流がコイルを流れると、スイッチを閉じたり開いたりする磁場が生成されます。リレーシンボルは通常、コイルと対応するスイッチ接点を示し、リレーが回路内でどのように動作するかを示します。

図9.電気回路のリレーのシンボル

モーター 電気エネルギーを回転運動に変換し、広範囲の機械システムに電力を供給します。モーターの回路記号には、多くの場合、文字「M」が含まれ、電力と制御の接続を示す場合があり、モーターがACまたはDCであるかどうかを示します。ブザー 電流が適用されている場合、可聴信号を生成します。これらのコンポーネントは、電子システムのアラート、アラーム、または通知に使用されます。それらの概略的記号には、波線または様式化されたスピーカーが含まれる場合があり、音声生成関数を表します。a ヒューズ 電流が特定のしきい値を超えたときに接続を溶かして破壊することにより、電気回路を過電流から保護する安全装置です。ヒューズシンボルは、通常、壊れやすい要素を表す小さな長方形または中央のバーのある線で構成されています。これらの記号は、デバイス自体を識別するだけでなく、回路内でどのように、いつアクティブ化されるかについての手がかりも提供します。たとえば、リレーシンボルはスイッチに接続された制御ラインを表示する場合があり、モーターシンボルはコンデンサまたはドライバー回路とペアになる場合があります。これらのシンボルを理解することは、機能的で安全な電子回路図を解釈および設計するために重要です。

図10.モーター、ヒューズ、ブザーのシンボル

測定および診断記号

これらの記号は、電気回路と電子回路の挙動の観察、測定、診断に一般的に使用される機器を表しています。

電圧計とammeters 電位（電圧）と電流の流れをそれぞれ測定するために使用されます。電圧計は通常、コンポーネント全体で並列に接続され、電圧を測定しますが、電流計は直列に接続され、回路を介して電流を測定します。これらのツールは、回路のパフォーマンスを評価し、障害を特定するのに適しています。ガルバノメーター 非常に小さな電流を検出および測定するように設計された敏感な機器です。アナログシステムでよく使用されるガルバノメーターは、現在の方向を示すことができ、アナログメーターディスプレイの基礎コンポーネントです。オシロスコープ 時間の経過とともに電気信号の視覚化を許可します。画面に電圧波形を表示することにより、オシロスコープは信号の動作、周波数、振幅、およびタイミングを分析するのに役立ちます。それらは、複雑な回路におけるトラブルシューティング、波形分析、および信号の完全性をテストするのに最適です。

図11.ボルトメーターとammetersシンボル

図12.ガルバノメーターとオシロスコープシンボル

オーディオおよび通信記号

これらのシンボルは、一般に、オーディオおよび通信信号の送信または受信を処理するデバイスで見られます。これらは、さまざまな電子システムのサウンド処理と信号交換に関与する重要なコンポーネントを特定するのに役立ちます。マイクは、音波をキャプチャして電気信号に変換するコンポーネントを表します。マイクは、音声録音、ビデオ会議、ライブサウンドシステムなどのアプリケーションで優れています。シンボルは、小さな垂直シリンダーまたは様式化されたサウンドピックアップデバイスに似ています。スピーカーは、電気信号をAudible Soundに戻すデバイスを示します。携帯電話からPAシステムまで、すべてに見られるスピーカーは、オーディオ出力の配信に役割を果たします。彼らのシンボルは、箱から発射するコーンや様式化された音波のように見えることがよくあります。テレコムとRF（無線周波数）ポートは、電話、アンテナ、ワイヤレスモジュールなどの通信デバイスを接続するために使用されるポートを識別します。これらは、有線通信システムおよびワイヤレス通信システムのデータおよびオーディオ信号のエントリポイントとエクスットポイントとして機能します。シンボルは異なる場合がありますが、多くの場合、信号の流れを示す波形またはアンテナ画像が含まれます。

図13.オーディオおよび通信記号

デジタルロジックとインターフェイスシンボル

デジタルロジックとインターフェイス記号は、バイナリデータを処理する回路の設計と解釈における重要なツールです。これらのシンボルは、特に組み込みシステム、自動化制御、およびコンピューティングプラットフォームで、デジタルシステム内のコンポーネントと経路を表すための視覚的な速記として機能します。バイナリ入力に基づいて特定の論理操作を実行することにより、およびXORなどのロジックゲートがデジタル意思決定の基礎を形成します。それらは、回路内の制御ロジック、信号処理、およびデータフローを実装するために使用されます。バスと分岐ボックスは、グループ化されたデータラインを表現し、システムの異なる部分間の信号の整理型分布を可能にすることにより、信号ルーティングの複雑さを管理するのに役立ちます。これらの要素は、概略図の明確さを維持し、効率的なデータ通信を確保するのに最適です。ポテンショメータは、しばしばアナログ回路に関連付けられていますが、特にアナログ入力をデジタルで解釈する必要があるシナリオで、信号レベルの手動調整を可能にすることにより、デジタルシステムでも役割を果たします。一緒に、これらのシンボルは、デジタルサーキットの構造と分析を導くだけでなく、さまざまなテクノロジー分野で明確な通信を可能にします。

図14.ロジックゲートシンボル

結論

模式シンボルにより、電子回路の読み取り、設計、修正が容易になります。彼らはどこからでもどこからでも理解できる共通の言語のようなものです。このガイドは、各シンボルが回路内の部分をどのように表しているかを示し、その部分が何をするかを理解するのに役立ちます。これらのシンボルをよく知っていると、より良い回路を構築し、問題をより速く解決し、電子機器により自信を持って作業することができます。