コンデンサ

コンデンサ

コンデンサは電荷として電気エネルギーを蓄える装置です。

物理

キーワード

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関連のエクストラ

シーン

動作の原理

  • 電源
  • コンデンサ - 電荷、所謂電気エネルギーが蓄える装置です。
  • 消費者

コンデンサのタイプ

  • 超コンデンサ - 電気二重層コンデンサ:他のコンデンサと比較して、容量が1000倍ほど増やされた電気化学コンデンサです。このタイプのコンデンサは次第に一般的になっている:急に大量の電流が必要とされるときに使われています。例えば、カメラのフラッシュ、自動車のブレーキエネルギーの保管、電車の発車のために利用されています。
  • 電解コンデンサー - このタイプのコンデンサにおいて、電極の一つは金属製です。金属板の表面に発生する金属酸化物は誘電体として働きます。他方の電極は液体、あるいはゲル電解質です。主に電源ユニットとコンピューターのマザーボードに使われています。
  • マイカコンデンサ - このタイプのコンデンサにおいて、金属板の間にある絶縁体がマイカからできています。
  • セラミックコンデンサ - セラミック製の誘電体がふくまれています。最も大量で生産されているコンデンサの一種です。

構造

コンデンサとは、電気エネルギーを蓄積し、電荷として蓄える装置です。

最も単純なコンデンサは二枚の平行している金属製プレートから構成している平行板コンデンサです。金属板はコンデンサの電極として機能します。電極の間で誘電体と呼ばれる絶縁体があります。その役割は電極の分離とコンデンサの静電容量の増加です。コンデンサは蓄える電荷の量を増やしています。

充電

  • 金属板 - 面積が大きい金属製の電極です。
  • 誘電体 - 電極の間にある絶縁体です。コンデンサに蓄える電荷の量を増やすことができます。誘電体の重要な特徴は比誘電率です。比誘電率とは、電極の間で真空ではなく絶縁体がある場合は、コンデンサに蓄える電荷が何倍になるのか示しています。
  • 電場力線 - 電場の構造を表すために使われている想像上の線です。これらの線の密度が電場の強さを示しています。
  • 充電 (Q)
  • 電圧 (U)
  • 静電容量 (C)
  • C=Q/U

コンデンサは外部電源を使って充電できます。この過程の間、負の電荷が一つの電極を離れ、他の電極に移動します。電荷の差のため、二つの電極の間で電場が発生し、それによって電圧が発生します。

電圧の強さは一つの単位の電荷電場の中で片方の金属板から他の金属板に移すために必要な仕事によります。

極板の面積

  • 充電 (Q)
  • 電圧 (U)
  • 静電容量 (C)
  • C=Q/U

コンデンサの静電容量は形、大きさ、金属板の間の距離、誘電体の素材など多くの要因に関連しています。静電容量はコンデンサが加える電荷の量のみではなく、一定の電荷が保管される電圧も示しています。

金属板の間の電圧は保管する電荷の量正比例しているので、これらの商が一定です。この商は静電容量です: C=Q/U。

コンデンサの静電容量は複数の方法で増加できます。その方法の一つとは金属板の面積増やすことです。静電容量は金属板の面積正比例です。その理由で、面積が二倍になると、静電容量も二倍となります。

分離板

  • 充電 (Q)
  • 電圧 (U)
  • 静電容量 (C)
  • C=Q/U

静電容量増やす他の方法とは、金属板の間の距離短くすることです。この方法で、電圧が減少化し、電荷の量が一定です。

誘電体

  • 充電 (Q)
  • 電圧 (U)
  • 静電容量 (C)
  • C=Q/U

静電容量は金属板の間にある誘電体の誘電率にも大きく影響されます。

金属板の間にある誘電体は真空ではなく絶縁体である場合は、電場の強さとともに電圧減少しますが、電荷の量変わりません。その理由とは、静電誘導は電圧を発生する誘電体の中で行います。絶縁体の中の電圧の方向は金属板での電圧の反対です。絶縁体の使用によって金属板の間の電圧は減少化し、静電容量が増加されます。

真空の誘電体は空気と同じように1です。ポリエチレンの比誘電率は空気の2倍で、2であり、誘電体としてポリエチレンの使用によって蓄える電荷の量が二倍になります。金属板の間で空気ではなくがあると、静電容量は三倍以上になります。その理由とは、紙の比誘電率は3.3です。

使用中のコンデンサ

  • カメラのフラッシュ - コンデンサはバッテリーより速くエネルギーを放出できるものなので、装置に急な電流のパルスが必要な時使われています。例えば、自動車が発車するとき、大きなスピーカーが作動し始めるとき、あるいはカメラのフラッシュが使われているときに役立ちます。コンデンサを充電する時間が必要なので、フラッシュがまた使いたい場合は少し待たなければいけません。
  • 携帯電話 - 交流電流の整流の間、整流器の出力を和らげるために携帯電話の充電器とコンピューターの電源ユニットにもコンデンサが使われています。ラジオと携帯電話のレシーバーの中で、静電容量が変えられるコンデンサを使ってアンテナに繋がっている発振回路を適切な周波数の調整します。
  • コンピューターメモリ - 最も多くの電化製品にコンデンサが入っています。例えば、以下のものを見てみましょう。コンピューターのメモリー・モジュール (RAM) とメモリーカード(SDなど)は数十億の微細なコンデンサから構成されています。これらは充電として情報を保管します。

最も多くの電化製品コンデンサが入っています。例えば、以下のものを見てみましょう。

コンピューターのメモリー・モジュール (RAM) とメモリーカード(SDなど)は数十億の微細なコンデンサから構成されています。これらは充電として情報を保管します。

コンデンサはバッテリーより速くエネルギーを放出できるものなので、装置に急な電流のパルスが必要な時使われています。例えば、自動車が発車するとき、大きなスピーカーが作動し始めるとき、あるいはカメラのフラッシュが使われているときに役立ちます。コンデンサを充電する時間が必要なので、フラッシュがまた使いたい場合は少し待たなければいけません。

交流電流の整流の間、整流器の出力を和らげるために携帯電話の充電器とコンピューターの電源ユニットにもコンデンサが使われています。

ラジオ携帯電話レシーバーの中で、静電容量が変えられるコンデンサを使ってアンテナに繋がっている発振回路を適切な周波数の調整します。

ナレーション

コンデンサとは、電気エネルギーを蓄積し、電荷として蓄える装置です。

最も単純なコンデンサは二枚の平行している金属製プレートから構成している平行板コンデンサです。金属板はコンデンサの電極として機能します。電極の間で誘電体と呼ばれる絶縁体があります。その役割は電極の分離とコンデンサの静電容量の増加です。コンデンサは蓄える電荷の量を増やしています。

コンデンサは外部電源を使って充電できます。この過程の間、負の電荷が一つの電極を離れ、他の電極に移動します。電荷の差のため、二つの電極の間で電場が発生し、それによって電圧が発生します。

電圧の強さは一つの単位の電荷電場の中で片方の金属板から他の金属板に移すために必要な仕事によります。

コンデンサの静電容量は形、大きさ、金属板の間の距離、誘電体の素材など多くの要因に関連しています。静電容量はコンデンサが加える電荷の量のみではなく、一定の電荷が保管される電圧も示しています。

金属板の間の電圧は保管する電荷の量正比例しているので、これらの商が一定です。この商は静電容量です: C=Q/U。

コンデンサの静電容量は複数の方法で増加できます。その方法の一つとは金属板の面積増やすことです。静電容量は金属板の面積正比例です。その理由で、面積が二倍になると、静電容量も二倍となります。

静電容量増やす他の方法とは、金属板の間の距離短くすることです。この方法で、電圧が減少化し、電荷の量が一定です。

静電容量は金属板の間にある誘電体の誘電率にも大きく影響されます。

金属板の間にある誘電体は真空ではなく絶縁体である場合は、電場の強さとともに電圧減少しますが、電荷の量変わりません。その理由とは、静電誘導は電圧を発生する誘電体の中で行います。絶縁体の中の電圧の方向は金属板での電圧の反対です。絶縁体の使用によって金属板の間の電圧は減少化し、静電容量が増加されます。

真空の誘電体は空気と同じように1です。ポリエチレンの比誘電率は空気の2倍で、2であり、誘電体としてポリエチレンの使用によって蓄える電荷の量が二倍になります。金属板の間で空気ではなくがあると、静電容量は三倍以上になります。その理由とは、紙の比誘電率は3.3です。

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