プルアップのナゾ

pullup実験回路

手始めにデジタルICなどの簡単な回路を作っていると、プルアップというのが必ず出てきます。

 

このしくみは電気の流れを理解する手がかりになります。

プルアップの電気の流れを水の流れで説明

 

プルアップとは

このような回路で、電圧5VをICの足に常時入力するものです。

 

 

この回路では常に ICの足 は5Vになります。

しかし、スイッチをつなげると、ICへの電圧は0Vとなります。

 

プルアップ回路図

 

なぜそうなるのだろう??

 

「 最初はそんなもんだと覚えましょう 」

 

と言われれば、  それでもいいのですが

なぜそうなるかわからず、最初は 妙に謎になります

プルアップの回路の電気の流れ

プルアップをLED回路にするとこんな風になります。

 

プルアップ説明回路図1

 

この回路では、LEDは常時ONですが、
スイッチをONにしてつなげると消灯します。
(実験してみましょう 赤色LED を使用してください)

 

 

実験してみてもその通りなのですが、なぜそうなるのかよくわかりません。

 なぜスイッチをつなげるとLEDは消えるのでしょう?

 

電気の流れはこのようになります

 

プルアップ説明回路図2-電気の流れ

 

  • スイッチOFFだと赤線の流れ
  • スイッチをONすると

LEDの方へは流れず青線の流れになるのです

 

 

電気は抵抗なしにグランドにつながっていると少しでも抵抗のある分岐道があっても、そっちには流れないのです。

 

と説明されても・・・

 

そこで
電気の流れを水の流れで考えましょう。

 

水の流れで説明

今、電源(水源)が抵抗の土管を通して下水(グランド)につながっているとしましょう。

 

今、水は勢いよく下水に放出されています。

今、その太い土管の横に小さい穴を開け、細い管でLEDとつなげたとします。

こんな感じでしょうか

 

プルアップ説明1-水の流れ

 

これで横道が出来たことになりますが、あまりに勢いよく下水へ放出されている水は、 
横道の細い管のLEDの方には大して回っては行かずLEDを通り抜けて光らせるだけの勢いはありません。

 

しかしSWで下水の方への放出をセキ止めると、土管の中の圧力が一気に高まり、

行き場を失った水は、細い管の方へでも一気になだれ込みます。

このようなイメージでLED側への圧力(電圧)があがるのです。

 

プルアップ説明2-水の流れ

 

この説明が正しいとしたら、

今は、スイッチOFFで一気に下水(グランド)への放出をセキ止めました。

 

それを、スイッチの替わりに小さな抵抗にして、少しだけ下水(グランド)への放出を絞ると、放出が少し制限されたぶん、LEDの方への圧力が少し上がるでしょうか?

 

また、
このセキ止めスイッチを可変抵抗VR に変えて、クリクリ回してその抵抗を上げ下げすると、セキ止める度合いが変わるので、それに合わせてLEDの方へ行く電圧も変わるでしょうか?

 

抵抗が大きいと、グランド(下水)への放出を制限するというより、少しだけ水流(電流)が、グランド(下水)へ流れ出ているので、圧力が漏れているというイメージの方が近いですね。
(回路は説明を見ただけでわかった気になりますが、自分でやると理解がぜんぜん違います。ぜひとも、実験してみてください)

 

続きは コンデンサを試す につながります。

 

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