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スイッチとリレー(継電器) すいっちとりれー

4アマ 3アマ 三陸特 二陸特

スイッチは接点を手で開け閉めして回路をつないだり切ったりする部品。リレー(継電器)は電磁石で接点を動かすスイッチで、小さな電流で別の回路を開閉できる。送受信の切り替えや電鍵の回路に使う。

試験ではここ

3アマで電信送信機の出力波形の原因を問い、「電けん回路のリレーにチャタリング」が肢に並ぶ(チャタリングなら波形が途切れる)。陸特の操作問題で電源スイッチ・切換スイッチ・プレストークボタン(押している間だけ送信)。

スイッチは、電気の通り道を手で切ったりつないだりする部品です。中の金属どうしが触れる所を接点といいます。リレーは、この接点を人の手の代わりに電磁石で動かすスイッチです。

トグルスイッチ・押しボタンスイッチ・切換スイッチの見た目と、接点が開いた状態の図記号、押しボタンの図記号、1 つの端子を 2 つに切り換える図記号を並べた図
見た目と図記号。回路図は操作していない状態で描く

接点の種類

  • a 接点(メーク接点) ふだんは開いていて、操作すると閉じる。プレストークボタンはこの形
  • b 接点(ブレーク接点) ふだんは閉じていて、操作すると開く
  • c 接点(切換接点) 共通の端子を 2 つのうちどちらかにつなぎ換える。送受信の切り換えに使う
リレーの仕組み。左の制御回路で 12V をコイルに流すと鉄心が電磁石になり、可動片が引き寄せられて右の回路の接点が閉じる。下に、コイルの長方形と接点を破線で結んだ図記号
小さな電流で電磁石を動かし、別の回路の接点を開閉する
コイルに流れる電流
I = \dfrac{V}{R}

V はコイルにかける電圧〔V〕、R はコイルの抵抗〔Ω〕

数値例です。12〔V〕用でコイルの抵抗が 400〔Ω〕のリレーは、12/400=30〔mA〕で動き、接点側では数〔A〕の電流を開閉できます。制御側と接点側は電気的に分かれているので、電圧の違う回路どうしも安全につなげます。

典型問題の解き方(電信送信機の出力波形)

3アマ CBT例題 No.3 問25。「出力波形の頂部全体に細かいギザギザが重なる原因」

  1. チャタリング リレーの接点が閉じる瞬間に跳ねて、短く途切れる。波形は立ち上がり付近が断続する
  2. キークリック 立ち上がり・立ち下がりが急すぎて角張る。図はなだらかなので違う
  3. 電源の容量が小さい 送信中に電圧が下がり、頂部が右下がりになる
  4. 答え 寄生振動。目的外の周波数の発振が重なり、頂部が細かく乱れる
ひっかけ

リレーのコイルの電流を急に切ると、逆起電力で高い電圧が出て接点や駆動するトランジスタを傷めます。コイルに逆向きのダイオードを並列に入れて防ぎます。FM 送受信機で電波が出るのはプレストークボタンを押したときで、電源スイッチを入れただけでは出ません。

先生の挿絵。リレーのコイルの電流を急に切っても平気だと思う受験生
コイルには逆向きのダイオードを並列に

この用語を押さえる問題

3アマ ・ 日本無線協会 CBT例題 無線工学 No.3 問25

電信送信機において、出力波形が概略以下の図のようになる原因は、次のうちどれか。

正答: 寄生振動が生じている。

波形の頂部に本来の信号とは別の細かい振動が重なっているのは、送信機内部で目的外の周波数の発振(寄生振動)が起きている症状である。キークリックなら立ち上がり・立ち下がりが角張り、チャタリングなら波形が途切れ、電源容量不足なら頂部が下がる。

この問題を解く
三陸特 ・ 日本無線協会 令和2年2月期 無線工学 問23

FM(F3E)送受信機において、電波が発射されるのは、次のうちどれか。

正答: プレストークボタンを押したとき。

正しい。プレストーク(PTT:Push To Talk)ボタンは送受信の切換スイッチで、押している間だけ送信機が動作して電波が発射され、離すと受信に戻ります。

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問われた問題 8

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