ツェナーダイオード抵抗計算機:直列抵抗値と定格電力を無料で計算
12 Vの電源で5.1 Vのツェナーから20 mAを取り出すには345 Ωの直列抵抗が必要で、消費電力は0.138 W、推奨定格は0.5 Wです。2つの電圧と電流を入れるだけで分かります。ブラウザで無料で使えます。
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- データは端末の外に出ません
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計算例
- 無安定化電源
- 12
- ツェナーダイオード逆降伏
- 5.1
- 負荷電流
- 0.02
- 電圧降下
- 6.9
- 直列抵抗
- 345
- 抵抗(オーム)
- 345
- 抵抗の電力
- 0.138
シンプルなシャント型ツェナーレギュレータは、負荷が直列電流より少ない電流しか消費しないときに余分な電流をダイオードに流すことで、逆バイアスされたツェナーダイオードのカソードにほぼ一定の電圧を保ちます。設計の最初のステップは、無安定化の電源と安定化ノードの間に入れる直列抵抗です。その値が負荷とツェナーに供給できる電流を決め、消費電力が在庫すべきパッケージを決めます。このツェナーダイオード抵抗計算機は、学生や技術者が作業台ですでに持っている3つの数値(電源電圧、ツェナー電圧、負荷電流)を受け取り、教科書どおりの降圧公式(Rsは電源マイナスツェナーを負荷電流で割った値、抵抗の電力は同じ電圧降下に負荷電流を掛けた値)を適用し、整理された抵抗値、消費電力、安全マージン付きの推奨ディスクリート定格電力を返します。ツェナー電圧が電源と等しいかそれを超える場合、安定化は不可能であり、無言のゼロオームという不条理ではなく、明確な検証エラーで要求が失敗します。
ツェナー直列抵抗の決め方
古典的な1抵抗シャントレギュレータでは、無安定化の電源Vsが直列抵抗Rsを介して、ツェナーダイオードと負荷の並列回路に電圧を降下させます。直列電流は主に負荷電流ILに合わせて決めるという一般的な教育的仮定のもとでは、降圧抵抗にオームの法則を適用して、RsはVs引くVzをILで割った値になります。
ツェナーが逆降伏している間、抵抗両端の電圧は常にVs引くVzなので、抵抗の瞬時電力はその電圧降下に直列電流を掛けたもので、PrはVs引くVz掛けるIL、同じことですがILの2乗掛けるRsと簡単化できます。この2つの恒等式があれば、ニー電流、温度係数、動的インピーダンスを後の段階で詰める前に、E系列の標準抵抗値とワット数パッケージを選ぶのに十分です。
物理的に、ツェナー電圧は電源より厳密に低くなければなりません。VzがVsより大きければダイオードはそのレールから降伏に達せず、VzがVsに等しければ余裕がゼロでRsもゼロになり、式は定義されません。
アルゴリズムは浮動小数点の減算・除算・乗算を少しと、計算された消費電力の2倍以上の次の一般的なディスクリート定格電力の参照だけで、0.1 Wの結果は過小な0.125 Wボディではなく0.25 W部品に収まります。
ツェナー抵抗計算機が実務で登場する場面
入門の電子工学実習では、12ボルトレール、5.1または5.6ボルトのツェナー、指定された負荷電流という課題が頻繁に出され、学生はプロトタイプをはんだ付けしてマルチメータで安定化ノードを測る前に直列抵抗を計算します。
ファームウェアやハードウェアの立ち上げチームは、マイコンのADCレール、センサーバイアス回路、ツェナーノードを共有する表示LED列向けの安価なリファレンスクランプを決め、選んだオーム値とワット数を部品表に記録します。
焼けた抵抗から故障したシャントレギュレータを復元する修理技術者は、元のツェナーの印字とおおよその負荷しか知らないことが多く、信頼できるRsと電力の推定があれば過小な部品の再発を防げます。
並列抵抗、分圧器、オペアンプリファレンスのランディングは別々に保ち、学生にも検索エンジンにも分かりにくい過積載の多トポロジーツールではなく、各検索意図に明確な1ページを割り当ててください。
活用例
実習の宿題と最初のプロトタイプ
固定レール上の教科書どおりのシャントツェナーについてRsとワット数を計算し、学生がニー電流を詰める前に計算値とマルチメータの読みを比較できるようにします。
MCU・センサーレールのクランプ
軽いマイコンやセンサーバイアス負荷を供給する産業用12ボルトレール上の5ボルトツェナークランプ向けに、安価な直列降圧抵抗と電力パッケージを決めます。
よくある質問
このツェナーダイオード抵抗計算機はどの式を使いますか?
直列抵抗(オーム)には Rs = (Vs − Vz) / IL、その抵抗の消費電力には Pr = (Vs − Vz) · IL を使います。推奨ディスクリート定格電力は計算された消費電力の2倍以上から選ばれます。
ツェナー電圧が電源を超えるとどうなりますか?
シャントツェナーは電源レールより上では安定化できません。直列抵抗に正の余裕を持たせるため、VzはVsより厳密に小さい必要があります。
負荷電流はミリアンペアとアンペアのどちらで入力しますか?
アンペアです。 20 mAの負荷なら0.02と入力してください。非正の電流は拒否されるので、単位ミスは不条理なオーム値ではなく検証エラーとして表面化します。
ツェナーバイアス電流Izは別に含まれますか?
いいえ。 このページは直列電流が負荷電流である3入力の教育モデルを使います。最小ニー電流が必要な設計では、呼び出す前にIzを実効電流に加えてください。
0.138 Wなのに0.5 Wの抵抗が勧められるのはなぜですか?
計算した消費電力の2倍以上を満たす、次の一般的な定格を選ぶためです。0.138 Wの2倍は0.25 Wを超えるので、余裕をもたせて0.5 Wの部品が選ばれます。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"supply_voltage":12,"zener_voltage":5.1,"load_current":0.02}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"supply_voltage": 12,
"zener_voltage": 5.1,
"load_current": 0.02
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"supply_voltage": 12,
"zener_voltage": 5.1,
"load_current": 0.02
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"supply_voltage":12,"zener_voltage":5.1,"load_current":0.02}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"supply_voltage":12,"zener_voltage":5.1,"load_current":0.02}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/zener-resistor", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"supply_voltage": 12,
"zener_voltage": 5.1,
"load_current": 0.02
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.zener_resistor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
ツェナー直列抵抗の決め方
そのためこの機能は、ツェナー電圧が電源を超えるか等しい場合をinvalid_inputで拒否し、ミリアンペアを変換せずアンペアとして入力するような単位ミスを隠す非正の電圧・電流も拒否します。
送信するものと返ってくるもの
有限の正の数を3つ送ります。12ボルトレールで負荷20ミリアンペアの5.1ボルトツェナーに合う例は、電源12、ツェナー5.1、負荷電流0.02です。宿題や簡単な健全性チェックには無料のブラウザフォームを使い、部品表チェックや回帰フィクスチャの一括生成が必要なときはスクリプトから同一のコントラクトを呼び出してください。多分岐の電流分流器、純粋な直列抵抗の合計、順方向降下つきLED電流制限、ドロップアウトと熱抵抗を含む完全なリニアレギュレータが必要な場合は、この3入力ツェナー降圧ページに詰め込まず、別ツールとして扱ってください。無安定化レールのsupply_voltage(ボルト)、ダイオード降伏定格のzener_voltage(ボルト)、安定化ノードから取り出す電流のload_current(アンペア)です。フィールド欠落、非数値文字列、NaN、Infinity、非正の値、ツェナー電圧が電源以上の場合はすべてinvalid_inputで失敗し、課金されません。成功時の応答は、整理された入力、Vs引くVzとしてのvoltage_drop、同じオーム値のseries_resistanceとresistance_ohms、同じワット消費電力のresistor_powerとpower_watts、推奨ディスクリートパッケージサイズのpower_rating_watts、単位ラベル、メソッドzener_series_dropper、そして「Rs equals open parenthesis Vs minus Vz close parenthesis over IL」形式の式文字列を返します。成功したAPI呼び出しの料金は公開されている基本単価1件$0.002で、検証失敗はプリペイド残高を消費しません。
ツェナー抵抗計算機が実務で登場する場面
デジタル負荷や切替式電流シンクをプログラムする量産テストフィクスチャは、負荷ステップごとにAPIを呼び、設計した抵抗がマージン付きで消費電力制限を満たすことを検証できます。この機能は純粋なparseエンジンなので、API料金は公開されている基本単価1件$0.002で、検証失敗は残高を消費しません。
連携の活用例
部品表とフィクスチャの回帰テスト
ブラウザで使うのと同じRsと電力の式をスクリプト化し、CIフィクスチャが在庫抵抗のワット数で最悪条件の負荷電流をカバーできることを検証します。
技術的な質問
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