■コンデンサに交流を流してみる ― 電流が先行する(キャパシタンス〔静電容量〕)

「コンデンサ」というものは、見たことも聞いたことも無いという方々は多いと思う。
または、中学生の頃、技術実習で何となく見たことがあるだけという方も多いだろう。

「コンデンサ」というものは、見たことも聞いたことも無いという方々は多いと思う。
または、中学生の頃、技術実習で何となく見たことがあるだけという方も多いだろう。
「コンデンサ」は、ラジオを初めとする電子機器にはありふれた電子部品で且つ絶対に欠かせないものであるが、単体で使われることは殆ど無いからである。
コンデンサには、色々な形状や特性のものがある。
左画像は、筆者の手持ちコンデンサのごく一部を紹介したものである。これだけでもいろいろな種類があることがお分かり頂けたと思う。
コンデンサは、一定量の電気(自由電子)を蓄積する電子部品である。
直流の場合と交流の場合、コンデンサに発生する電圧・電流は以下のような変化になる:

(直流の場合:全く電流を通さない) (交流の場合:電圧と電流の変化の足並みが揃わない!!)
直流の場合、コンデンサの基本的性質から言って全く電流を流さない。
ところが、交流をコンデンサに流すと電流の変化は電圧の変化に対して常に先行するようになる。
どう先行するのかというと、
電圧が0からプラスの方向に変化しようとするときに、電流はプラスの最大値である。
そして、電圧がプラスの最大値になったとき、電流は0になる。
更に電圧が0からマイナスの方向に変化しようとするときに、電流はマイナスの最大値である。
電圧がマイナスの最大値の時に電流は0になり、再び電圧が0からプラスの方向に変化しようとするときに電流はプラスの最大値になる、というサイクルの繰り返しになる。
さて、コンデンサは「一定量の電気(自由電子)を蓄積する電子部品」と述べたが、その蓄積能力をキャパシタンスという。日本語では静電容量という。
静電容量の単位はF(ファラッド)という。
1F(ファラッド)の静電容量とは、1Vの電圧を与えたときに1C(クーロン)の電気(自由電子)が蓄えられた状態を言う。ちなみに1F(ファラッド)のコンデンサは静電容量としては巨大なため、電子部品として実用化したのは、1980年代後半の頃である。
また、ファラッドはファラドと呼ぶことがあり、どちらも日本語における呼称としては正しい。
交流における電圧変化と電流変化の関係は、コイルとコンデンサで反対になっていることに留意されたい。
コンデンサには、色々な形状や特性のものがある。
左画像は、筆者の手持ちコンデンサのごく一部を紹介したものである。これだけでもいろいろな種類があることがお分かり頂けたと思う。
コンデンサは、一定量の電気(自由電子)を蓄積する電子部品である。
直流の場合と交流の場合、コンデンサに発生する電圧・電流は以下のような変化になる:

(直流の場合:全く電流を通さない) (交流の場合:電圧と電流の変化の足並みが揃わない!!)
ところが、交流をコンデンサに流すと電流の変化は電圧の変化に対して常に先行するようになる。
どう先行するのかというと、
電圧が0からプラスの方向に変化しようとするときに、電流はプラスの最大値である。
そして、電圧がプラスの最大値になったとき、電流は0になる。
更に電圧が0からマイナスの方向に変化しようとするときに、電流はマイナスの最大値である。
電圧がマイナスの最大値の時に電流は0になり、再び電圧が0からプラスの方向に変化しようとするときに電流はプラスの最大値になる、というサイクルの繰り返しになる。
さて、コンデンサは「一定量の電気(自由電子)を蓄積する電子部品」と述べたが、その蓄積能力をキャパシタンスという。日本語では静電容量という。
静電容量の単位はF(ファラッド)という。
1F(ファラッド)の静電容量とは、1Vの電圧を与えたときに1C(クーロン)の電気(自由電子)が蓄えられた状態を言う。ちなみに1F(ファラッド)のコンデンサは静電容量としては巨大なため、電子部品として実用化したのは、1980年代後半の頃である。
また、ファラッドはファラドと呼ぶことがあり、どちらも日本語における呼称としては正しい。
交流における電圧変化と電流変化の関係は、コイルとコンデンサで反対になっていることに留意されたい。
