コンデンサの原理

関連知識
・RC回路 , RC回路② , RLC回路

■コンデンサの原理
コンデンサとは電荷をためることができるデバイスで、基本的な構造は絶縁体を金属板で挟んだものになります。 電荷をためることのできる能力を静電容量Cといい、以下式で表します。電荷量はQで表し単位はC(クーロン)、静電容量はCで表し単位はF(ファラド)です。クーロンのCと紛らわしいので注意が必要です。



■コンデンサに蓄えられるエネルギー量
以下式となり、Q=CVの直線で囲まれた三角形の面積がエネルギー量となります。



＜以下の方法で求めるのは間違い＞
以下の方法で[クーロン]→[Ah]→[Wh]→[J]と変換する方法があるかと思いますが、これは間違いです。



となり、(1)式に比べ(4)式は1/2がない状態です。何故こうなるのかというと、(4)式は電圧が常に一定であるというのが前提で計算されています。 実際にはコンデンサの電圧はエネルギーの放出とともに低下して最終的には0Vになるので、(2)式を求めるときに使用する電圧値は1/2Vとする必要があるからです。

■コンデンサの種類
ここでは代表的なものを説明します。

＜電解コンデンサ＞
PCの基板や充電器などにも広く用いられるコンデンサで、アルミ電解コンデンサや個体電解コンデンサなどがあります。安価で比較的大容量が実現可能です。

＜セラミックコンデンサ＞
周波数特性がよく高周波のノイズも除去できます。テレビやラジオなどに用いられます。容量はコンデンサの中でも小さい方です。

＜スーパーキャパシタ＞
コンデンサの中でも最も大容量を実現できるのがスーパーキャパシタで、電気二重層コンデンサが代表的なキャパシタです。 バックアップ電源などに用いられます。またマツダのi-ELOOPシステムについているキャパシタもこのタイプです。

■コンデンサ用いた回路(RC回路)の特性
RC回路について、こちらで説明します。

サブチャンネルあります。⇒ 何かのお役に立てればと

関連記事一覧 トップメニュー 電気・電子回路 電気回路の基本 ・電気回路図の読み方の基本 ・オームの法則,キルヒホッフの法則 ・直列回路, 並列回路 ・電力 ・伝送損失 ・インピーダンス ・交流電流 ・回路素子外観 コイル ・RL回路 ・電磁弁 , リレー コンデンサ ・コンデンサの原理 ・RC回路 ・RC回路② ・RLC回路 ・RLC回路のインピーダンス 半導体 ・半導体の原理 ・トランジスタ ・ダイオード 　・還流ダイオード 　・ツェナーダイオード 　・整流回路 抵抗 ・プルアップ/プルダウン抵抗 ・終端抵抗 電圧変換器 ・変圧器(AC-AC) ・AC-DCコンバータ ・DC-DCコンバータ ・インバータ(DC-AC) オペアンプ ・オペアンプの原理 ・反転増幅回路 ・コンパレータ デジタル回路 ・デジタル回路とは ・集積回路用語 ・論理回路 ・加算器、減算器 ・フリップフロップ ・シフトレジスタ ・マイコン構成要素 ・CPUパッケージの種類 ・メモリ(ROM等) ・フラッシュメモリ ・DRAM ・AD(アナログデジタル)変換 モーター ・モータの種類 ・モータの構造, 部品名 ・モータの損失 ・モータの電流位相 ・ブラシ付きDCモータ ・ブラシレスDCモータ ・ACモータ(誘導電動機) ・3相/2相変換, クラーク変換 ・dq変換, パーク変換 ・正弦波生成, 三角波比較方式 ・ベクトル制御 センサ ・温度センサ ・圧力センサ ・回転検出センサ ・加速度センサ ・ジャイロセンサ その他 ・ローサイド/ハイサイド駆動 ・回路の故障検出 ・ブレッドボード ・アース , 漏電ブレーカ ・感電の原因 ・サージ電流 ・Hブリッジ回路 ・PWM制御 ・スイッチの種類 ・クロック発生器 ・扇風機の分解