固定キャパシタンスとは何ですか
1. 定義
一般的に「永久コンデンサー」と呼ばれるものは、おそらく一般的な用語です。厳密には、固定コンデンサーを指す可能性があります。固定コンデンサーは、一定の容量値を持つコンデンサーの一種です。回路において、通常の電圧や電流の変動、または他の一般的な外部条件による容量の変化はありません。その主な機能には、電気エネルギーの蓄積、フィルタリング、カップリング、バイパスが含まれます。
2. 構造と原理
構造
一般的なセラミックコンデンサーを例にとって説明します。主にセラミック絶縁体、電極、パッケージング材料で構成されています。セラミック絶縁体は、容量値や他の特性を決定する重要な部分です。電極は通常、銀やパラジウムなどの金属材料で作られており、電荷を引き出すために使用されます。パッケージング材料は内部構造を保護する役割を果たします。
原理
コンデンサーは、電界に電気エネルギーを蓄える原理に基づいて動作します。コンデンサーの両極間に電圧が印加されると、両極に電荷が蓄積し、電界が形成されます。この電界のエネルギーは、電気エネルギーとしてコンデンサーに蓄えられます。固定コンデンサーの場合、その容量の大きさは主に2つのプレートの面積、プレート間の距離、およびプレート間の絶縁体の誘電率によって決まります。公式 c=εs/d（Cは容量、εは誘電率、Sはプレート面積、dはプレート間隔）によれば、固定コンデンサーではこれらのパラメータは製造後基本的に固定されるため、容量値は一定となります。
3. 分類と応用
分類
セラミックコンデンサー：小型で高周波性能が良く、比較的安定性が高い特徴があります。Class I（温度補償型）、Class II（高誘電率型）、Class III（半導体型）に分かれます。Class Iセラミックコンデンサーは、高周波振動回路、精密機器など、容量の安定性に対する要求が非常に高い場面でよく使用されます。Class IIセラミックコンデンサーは、バイパス、フィルタリングなどの一般的な回路に適しています。
電解コンデンサー：アルミニウム電解コンデンサーとタンタル電解コンデンサーに分けられます。アルミニウム電解コンデンサーは容量が大きいが漏れ電流も相対的に大きいです。主に低周波フィルタリング、電源平滑化などの回路で使用されます。タンタル電解コンデンサーはアルミニウム電解コンデンサーよりも性能が高く、電源回路、信号カップリングなど、より高い要求がある場面で広く使用されています。
フィルムコンデンサー：ポリエステルフィルムコンデンサー、ポリプロピレンフィルムコンデンサーなどがあります。ポリエステルフィルムコンデンサーは、一般的な電子機器の直流および低周波交流回路でよく使用されます。ポリプロピレンフィルムコンデンサーは、損失が少なく絶縁性能が良いという利点があり、高周波回路や高電圧回路で広く使用されています。
応用
電源回路：電源の整流回路やフィルタ回路では、電解コンデンサーを使用して直流出力電圧を平滑化し、整流後のリップルを除去します。例えば、パソコンの電源では、大容量の電解コンデンサーにより電源出力の電圧変動を効果的に減らし、パソコンの各部品に安定した電源を提供することができます。
カップリング回路：オーディオ増幅回路では、コンデンサーを使用してオーディオ信号をカップリングします。例えば、2段階のオーディオ増幅器の間では、コンデンサーを使用して前の増幅器ステージの出力信号を次の増幅器ステージの入力にカップリングします。同時に、直流信号を遮断し、交流オーディオ信号のみを通すことで、オーディオ信号の効果的な伝送と増幅が可能になります。
振動回路：無線送受信装置の振動回路では、セラミックコンデンサーやフィルムコンデンサーなどの固定コンデンサーがコイルなどの他の部品と共に振動ループを形成し、安定した高周波振動信号を生成します。例えば、ラジオの局発回路では、固定コンデンサーとコイルが協調して振動周波数を決定し、特定の周波数の放送信号を受信できるようにします。
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