豆電球から回路図に入る

回路図の考え方について

電気、電子回路や電子工作で回路図がわかるようになるため、
豆電球や中学、高校で習う回路から回路図に入るとき、違いは記号や図だけではありません

 

まずは　豆電球

 

 

 

 

 

 

そして 回路図に書き直すとこうなります

 

回路図

 

 

一見、上の記号の図を縦書きにしただけのように見えます。

 

しかし、ちゃんと理由があり、なぜこう書くかというと

 

 

これを見ると、図を縦書きにしたようにしか見えませんが、

 

注目はマイナスの配線　です。

マイナスとグランド（GND）

電気、電子回路や電子工作でも回路を見ると

回路図には、グランド　という言葉が必ず出てきます。（GNDと表されることも多い）

 

 

マイナスの配線のことだと思われていますが、これが最初に回路図を理解する　カギ　です。

 

豆電球や中学、高校で習う回路の図ではグランド（ＧＮＤ）というものはでてきませんし、その考え方も習いません。これが、これから回路図を学ぶ人の最初の壁になるでしょう。

 

グランド（ＧＮＤ）とは？

マイナスの配線のことです。しかしそれだけではありません。

 

豆電球回路をみると　電池の　+　-　の配線は　両方同じように対等に描かれ豆電球につながれています。

回路図ではそれを縦にしただけに見えますが、実は全く違う考え方で作られています。

高校で習う回路の図では　プラス配線とマイナスの配線がいつも対等に扱われています。

 

中、高;校生までで習う回路

高校で習う回路の図では　プラス配線とマイナスの配線がいつも対等に扱われています。

 

回路図としての回路

回路図ではマイナスの配線は 実質　一番下の太線のグランド（ＧＮＤ）だけです。 

 

これは　LEDの両端の足にプラスとマイナスをつないで電気を流し、ＬＥＤを点灯させるという以上に、全く違う考え方で作られるからです。

 

グランドの扱い

 

回路図では　マイナスは下水の扱いになっています。

つまり、電源の＋から出た電気が　回路の配線をかけ巡り、モーターを回す、電球を光らせるなどいろいろ仕事をしたあと、役割を終えて最後に下水に流れて消えていくようなものです。

 

その下水がグランド（ＧＮＤ）です。よくグランドにつなげることを　”グランドに落とす”　といったりします。

 

回路図ではマイナスとは呼ばず、それをグランド（ＧＮＤ）と呼んでいます。
回路はプラスで組み、最後に下水（グランド（ＧＮＤ）に落として、流れ出て消えていくと考えたらいいでしょう。

そう考えるとプラスの流れを考えていけば回路ができるので、マイナスの配線に頭をひねる必要もなくなります。
電気回路は暗にそんな考え方でできていると考えましょう。

 

回路図を再び見ると

 

 

先のＬＥＤ点灯回路をこの考え方で再び見ると

”ＬＥＤのプラスをつなぐ側に抵抗を通して+線、ＬＥＤのマイナスをつなぐ側に-線を接続すればＬＥＤが光る”

ではなく

”電源の＋から出発した電気の流れは　抵抗をくぐり、ＬＥＤを通り光らせた後、
使命を終えて（グランド（ＧＮＤ）に消えていく”

というように考えましょう。

 

今まで回路図を見てもよくわからなかった人は、トランジスタなどで電源が２つ以上出てくる回路図でも、この概念で根気強く、いろいろな回路図を見ていれば、きっとわかるようになるでしょう。

 

グランド記号で表す

 

また、回路図では　グランドはこのような記号でも描かれます。

回路図はこのように電源のマイナスまで結ぶ代わりにこの記号で書かれています。

 

 

こう描いても同じで、この回路図と上の回路図とは全く同じでGND記号を使って書くとこうなります。

よく見かける回路図です。

これも下水のイメージですね。

グランドと下水のマイナス

回路図ではマイナスの配線は不等に軽視されているように見えます。
グランド（ＧＮＤ）　はそんな下水ですがあなどれません。

 

下水が詰れば水はあっても水を流せなくなるのと同じで、水を少しだけしか出さないときでもいつも即座にサッと排水出来るのが理想です。

 

 

ノイズやなんやらで予定どおりうまく動かないとき、回路を調べるとグランドはやっぱりこの原則になると感じます。