電気回路の基本！a接点とb接点の違いを図解で解説

電気回路の基本！a接点とb接点の違いを図解で解説

電気回路を扱う上で、リレーやスイッチなどの接点の種類を理解することは非常に重要です。特に「a接点」と「b接点」は、回路設計の基本となる考え方であり、これらを正しく理解することで、より複雑な回路の動作原理も理解できるようになります。この記事では、a接点とb接点の違いを図解を用いて分かりやすく解説し、それぞれの特徴、用途、応用例について詳しく説明します。

1. はじめに：電気回路における接点の重要性

電気回路は、電気エネルギーを利用して様々な動作を実現するための基本的な要素です。その中でも、接点は回路の一部を物理的に接続したり、切り離したりすることで、電気の流れを制御する役割を担っています。スイッチやリレーなど、様々な部品に組み込まれており、その種類や特性を理解することは、回路設計やトラブルシューティングにおいて不可欠です。

2. 接点の種類：a接点とb接点

電気回路における接点には、大きく分けて「a接点」と「b接点」の2種類があります。これらの接点は、それぞれの動作状態によって電気的な接続状態が異なります。

• a接点 (Make接点/Normally Open接点):

  • 通常時は回路が開いた状態 (OFF) で、電気は流れません。
  • 何らかの操作（リレーの励磁、スイッチの操作など）によって回路が閉じて (ON)、電気が流れるようになります。
  • 「Make接点」または「Normally Open接点 (NO接点)」とも呼ばれます。

• b接点 (Break接点/Normally Closed接点):

  • 通常時は回路が閉じた状態 (ON) で、電気が流れています。
  • 何らかの操作（リレーの励磁、スイッチの操作など）によって回路が開いて (OFF)、電気が流れなくなります。
  • 「Break接点」または「Normally Closed接点 (NC接点)」とも呼ばれます。

3. a接点とb接点の図解解説

以下に、a接点とb接点の動作状態を図を用いて説明します。

3.1 a接点 (Normally Open接点) の図解

図1：a接点の動作状態 (非動作時)

┌───┐
│ │
│ a接点 │
│ │
└───┘
○───○ (非接続)

説明:

• 図1は、a接点の非動作時の状態を示しています。
• 接点は開いており、回路は接続されていません。
• したがって、電気は流れません。

図2：a接点の動作状態 (動作時)

┌───┐
│ │
│ a接点 │
│ │
└───┘
●───● (接続)

説明:

• 図2は、a接点の動作時の状態を示しています。
• 何らかの操作（リレーの励磁など）によって接点が閉じます。
• 回路が接続され、電気が流れるようになります。

3.2 b接点 (Normally Closed接点) の図解

図3：b接点の動作状態 (非動作時)

┌───┐
│ │
│ b接点 │
│ │
└───┘
●───● (接続)

説明:

• 図3は、b接点の非動作時の状態を示しています。
• 接点は閉じており、回路は接続されています。
• したがって、電気が流れています。

図4：b接点の動作状態 (動作時)

┌───┐
│ │
│ b接点 │
│ │
└───┘
○───○ (非接続)

説明:

• 図4は、b接点の動作時の状態を示しています。
• 何らかの操作（リレーの励磁など）によって接点が開きます。
• 回路が切断され、電気が流れなくなります。

4. a接点とb接点の特性比較

特性	a接点 (Normally Open)	b接点 (Normally Closed)
通常時の状態	開 (OFF)	閉 (ON)
動作時の状態	閉 (ON)	開 (OFF)
別名	Make接点, NO接点	Break接点, NC接点
主な用途	信号のオン/オフ制御	異常時の遮断/アラーム

5. a接点とb接点の具体的な用途例

a接点とb接点は、それぞれ異なる特性を持っているため、様々な用途で利用されます。以下に、具体的な用途例を紹介します。

5.1 a接点の用途例

• 照明のオン/オフ制御: スイッチを押すとa接点が閉じて照明が点灯します。
• モーターの起動/停止制御: リレーのa接点を使用して、モーターの電源をオン/オフ制御します。
• センサー信号の検出: センサーが特定の条件を検出するとa接点が閉じて、制御回路に信号を送ります。
• PLC (Programmable Logic Controller) の入力信号: PLCに信号を入力する際に、a接点を使用します。例えば、ボタンが押されたときにPLCに信号を送る場合などです。

具体例：押しボタン式スイッチ

押しボタン式スイッチは、a接点の代表的な例です。通常は接点が開いており、ボタンを押すことで接点が閉じて回路が接続されます。

図5：押しボタン式スイッチの回路図

+Vcc
|
R (プルダウン抵抗)
|
○───┬───○ (a接点)
|
Input to Microcontroller
|
GND

説明:

• 通常時、a接点は開いているため、マイクロコントローラーの入力ピンはプルダウン抵抗によってGNDレベルに保たれています。
• ボタンを押すとa接点が閉じて、マイクロコントローラーの入力ピンは+Vccレベルになります。
• マイクロコントローラーはこの電圧の変化を検知して、ボタンが押されたことを認識します。

5.2 b接点の用途例

• 非常停止回路: 異常が発生した場合にb接点が開いて、システムを緊急停止させます。
• アラーム回路: センサーが異常値を検出した場合にb接点が開いて、アラームを鳴らします。
• 電源監視回路: 電源電圧が低下した場合にb接点が開いて、バックアップ電源に切り替えます。
• 自己保持回路: リレーが一度動作したら、電源が遮断されるまで動作状態を維持する回路です。b接点を利用して、リレーの自己保持回路を構成することがあります。

具体例：非常停止ボタン

非常停止ボタンは、b接点の代表的な例です。通常は接点が閉じており、回路が接続されています。緊急時にボタンを押すことで接点が開き、回路が遮断されます。

図6：非常停止ボタンの回路図

+Vcc
|
R (プルアップ抵抗)
|
○───┬───○ (b接点)
|
Input to Microcontroller
|
GND

説明:

• 通常時、b接点は閉じているため、マイクロコントローラーの入力ピンはプルアップ抵抗によって+Vccレベルに保たれています。
• 非常停止ボタンを押すとb接点が開き、マイクロコントローラーの入力ピンはGNDレベルになります。
• マイクロコントローラーはこの電圧の変化を検知して、非常停止状態であることを認識します。

6. リレーにおけるa接点とb接点の利用

リレーは、電気信号によって機械的なスイッチを動作させる部品です。リレーには、通常、複数の接点が組み込まれており、a接点、b接点、そしてa接点とb接点を組み合わせたc接点 (切換接点) があります。

• リレーの構造: リレーは、コイルと接点で構成されています。コイルに電流が流れると電磁力が発生し、接点を動作させます。
• c接点 (切換接点): c接点は、1つの共通端子と、a接点、b接点の2つの接点を持つ接点です。非動作時には共通端子がb接点に接続されており、動作時には共通端子がa接点に接続されます。

図7：リレーの構造と接点

“`
+Vcc
|
+—-┴—-+
| |
| コイル |
| |
+—-┬—-+
|
GND

┌───┐
│      │
│ リレー │
│ 接点   │
└───┘
    /|\
   / | \
  /  |  \
 /   |   \
/    |    \

●────● (a接点)
|
●────● (b接点)
|
●────● (共通端子)
“`

説明:

• コイルに電流が流れると、電磁力が発生し、共通端子がa接点側に切り替わります。
• コイルに電流が流れなくなると、共通端子はb接点側に戻ります。

リレーの活用例：信号の増幅と絶縁

リレーは、微弱な信号で大電流を制御したり、異なる回路間を電気的に絶縁したりする際に利用されます。例えば、マイクロコントローラーからの微弱な信号で、高電圧の機器を制御する場合などに役立ちます。

7. まとめ：a接点とb接点の使い分け

a接点とb接点は、それぞれ異なる特性を持っているため、用途に応じて適切に使い分けることが重要です。

• a接点: 通常時はOFFで、動作時にONになる特性を利用して、信号のオン/オフ制御、機器の起動/停止制御などに使用します。
• b接点: 通常時はONで、動作時にOFFになる特性を利用して、異常時の遮断、アラーム、電源監視などに使用します。

回路設計においては、これらの接点の特性を理解し、目的に合った接点を選択することで、より安全で信頼性の高いシステムを構築することができます。

8. 補足：接点の記号

電気回路図では、a接点とb接点はそれぞれ特定の記号で表されます。

• a接点: -| |-' または-| NO -‘
• b接点: -|/|-' または-| NC -‘

これらの記号を理解することで、回路図を読み解く際に、各接点の役割を把握しやすくなります。

9. 最後に：実践的な学習の重要性

この記事では、a接点とb接点の基本的な概念と用途について解説しました。しかし、電気回路の理解を深めるためには、実際に回路を組んで動作を確認することが重要です。ブレッドボードや電子工作キットなどを活用して、簡単な回路から始めて、徐々に複雑な回路に挑戦していくことで、より実践的な知識とスキルを習得することができます。

この記事が、電気回路の学習の一助となれば幸いです。