コンデンサ

質問

コンデンサは「電気を蓄える性質を利用して、瞬間的に起きる電圧の変動を、コンデンサに吸収させる」。
とあります。瞬間的に起きる電圧の変動とは一体どういうことでしょうか？
またそれが何故ノイズ対策に？？
また「コンデンサの容量は単に大きければいいと言うわけではなく
適した容量のコンデンサを選ばなくてはならない」とありました。
どうなれば、適した容量である！と見分けがつくのでしょうか？？

回答No.6

dq_playing_hard

回路を瞬間的に遮断した場合、
コイルの作用によって大きな電圧が発生することがあります。

ノイズの方はフィルターで検索すると良いでしょう。
たくさんありますよ。

回答No.5

mayan99

当方、自作回路を趣味にしておりますが、技術的なことは
実はあんまり詳しくありません。
しかし、ノイズ対策へのコンデンサの重要性は実感しています。

本来は特定のノイズに対して効果的なコンデンサを選択するのが
いいかもしれませんが、ノイズ計測ができるわけでもないし、
いろんなノイズもあるし、回路構成もいろいろですから一般的
に使用するコンデンサについて説明します。

アルミ電解コンデンサ：低周波用、平滑用、電圧安定
タンタル電解コンデンサ：アルミ電解より周波数特性がいい
マイラーコンデンサ：オーディオ用
セラミックコンデンサ：高周波用、ノイズ対策用

ノイズ対策用は以下の２種類のコンデンサを使えば
かなり効果があります。
知識が無くてもOK、とにかく必ず付けましょう。

・積層セラミックコンデンサ　0.1μF：
　　　　ＩＣなどの電源周りのノイズ対策
　　　　ＩＣ近辺の電源に付けます。

・セラミックコンデンサ　1000pF：
　　　モータのノイズ対策（ブラシの火花で発生するノイズ）
　　　ラジコン用モータに付いていますね。発生源に付けます。

コンデンサについては以下参照してください。
http://www8.plala.or.jp/KandR/sub_nyu_cap.html
http://www.murata.co.jp/articles/g03c1.html

補足

なるほど。
こちとらノイズ対策だけに用いています。

コンデンサの容量を0.22μＦ～0.0005μＦと変えてみたのですが、
0.22μＦ～0.001μＦはほぼ同じオシロ波形だった（電圧波形はプラス）のに対し
0.001μＦあたりから波形がマイナスに変わり始め、～0.0005μＦと容量を
少しずつ小さくしていくと、波形もそれに伴い変化していきました（電圧波形がマイナスに行き始める）
具体的な波形を示すことができないのでイメージが難しいと思いますが
0,001μＦを境に電圧波形が変わってきている（マイナスに行き始める）
ということは、コンデンサに流れ込む電流が大きすぎるためなのでしょうか？
ゆえに0.001μＦ以上のコンデンサを用いれば、許容範囲であるととらえていいのでしょうか？

本当に幼稚な質問ですいません。。。。返答も難しいと思いますが
わかる範囲でご意見ください。

回答No.4

silverbear

>瞬間的に起きる電圧の変動とは
これがノイズですね。電気回路ではいろいろな場所からノイズが出ていますし、自分からもノイズを出しています。どのノイズを拾うかはその時により異なります。

よく電気は水に例えられるので、水の例で。
水道管を想像してください。蛇口から一定量の水を出します。何も無ければ一定の量がでます。
隣の蛇口で水を出したとします。すると自分の蛇口から出る水の出が悪くなります。隣が水を止めると又もとの水量に戻ります。
これが「瞬間的に起きる電圧の変動」です。出来れば一定で出てきて欲しいですね。

そこでコンデンサ代わりに蛇口に給水タンクをつけます。給水タンクには常時蛇口から給水されます。
給水タンクから水を出します。一定量でます。
隣で水を出したとします。蛇口から出る水の量は減りましたが、給水タンクには水が充電されている為、給水タンクが空になるまでは出る水の量は一定です。

>また「コンデンサの容量は単に大きければいいと言うわけではなく適した容量のコンデンサを選ばなくてはならない」とありました。
>どうなれば、適した容量である！と見分けがつくのでしょうか？？
コンデンサを選ぶときには「コンデンサの種類」と「コンデンサの容量」が選ぶ基準になります。
まず種類についてです。
電解コンデンサ等は容量が大きいのですが、高周波になるときちんと動作しなくなってきます。
セラミックコンデンサ等は容量が小さいのですが、高周波まできちんとコンデンサとしての動作をします。
どんな用途で使うのかにより、コンデンサの種類を使い分けなければなりません。
これはデータシートを見ると書いています。

次に容量ですが、容量の大きなコンデンサは大抵形状も大きくなります。そこで、どの程度の大きさまで許容できるか？が一つの基準になります。
電源につけるのであれば大きい容量のものをつけておけば取りあえずは間違いありません。ただし、種類によっては高周波ではコンデンサとして機能しないため、高周波が入る可能性があるのなら積セラなどのコンデンサを並列に繋ぐ必要が出てきます。

回路の中でフィルタとして使用する場合ですが、これを闇雲にでかくするとノイズだけでなく、自分で使おうとしている信号まで通さなくなります。
大体の目安として、これ以上の周波数は確実にノイズであると言う周波数をｆとすると、
f=1/(2*pi*c*r)
を目安にコンデンサを選びます。(pi=3.14:c=静電容量:r=抵抗値)

お礼

この回答への補足 コンデンサの例えがとてもわかりやすかったです。
ありがとうございます。

回答No.3

chirubou

No.1 さんとは別な例えで。

電気を水に例えましょう。水の分子は電子、水流は電流、水圧は電圧に相当します。コンデンサは水を蓄えるプールや池のようなものです。川が池に流れ込んでいた（これはコンデンサに電流が流れ込んでいる状態）として、川に鉄砲水のように一時的に大量の水（ノイズ）が流れ込んだとします。流れ込む水の量に比べ池の容量が十分大きければ、池の水面の変化、これは池の面積に逆比例、はわずかになります。コンデンサのノイズ吸収とはこのようなものです。ですから、ノイズの大小と、ノイズを許容する値により、コンデンサの容量が決まってきます。

しかしながら、多くの場合、大きいコンデンサは高い周波数が苦手（これは電気的な性質ではなく、物性的な性質）であり、幅広いノイズの周波数を吸収するような場合、高い周波数が得意な小さなコンデンサと低い周波数が得意な大きな別の種類のコンデンサを並列に使ったりします。

ということで、容量だけでなく、周波数によってどのような種類のコンデンサかも重要になります。

回答No.2

ryusei99

この質問を答えるにはかなりの知識が必要です。
簡単に説明します。（知識がないもので・・・）
ラジオを聞いている時に部屋の蛍光灯を付けるとラジオにノイズが入ることを経験したことがあると思います。
蛍光灯にもコンデンサが入っています。しかし、完全にノイズを除去出来ないため多少ラジオにノイズがのります。
もし、コンデンサがない場合はもっとひどいノイズが発生します。
ノイズを除去するコンデンサの適した容量は分かりかねます。

そして、コンデンサでも動力回路や高圧回路の力率改善用にもコンデンサが用いられます。（進相用コンデンサといいます。）
この場合のコンデンサ容量は電気の内線規定等に負荷設備に対しての
早見表があります。
また、計算式でも求めれます。

次に高圧回路にてコンデンサ容量が大きいと受電電圧が大きくなる現象が発生します。
これは、電力会社等が送電している電圧より受ける側の電圧が高くなることをいい、フェランチ現象といいます。
この説明は自信がないので省略します。
受電電圧が高くなるってことは、受電した負荷回路の電圧全体が上がることになり、機器の損傷を招く恐れがあるので大きければ良いわけではありません。

回答No.1

noname#22445

イメージ的には、「２枚の広い広いい板があります。そこにおとなしく乗っている人たちはそのままです。ぴょんぴょん飛び跳ねている人は
もう一つの板へ飛びつきます。」おとなしくしている人は“溜まっている電圧”です。飛び跳ねている人は“交流的な電圧や質問にある瞬間的に起きる電圧”です。コンデンサの片方をアースすれば雑音を逃がす：消すこととなります。コンデンサはこのように交流（高周波）を片方に通し、コイルは全く逆の性質：高周波を通さない。を持っています。
ラジオの同調回路（放送局を選ぶつまみ）はこの原理を利用しています。雑音（ノイズ）に適した容量はちょっと分かりません。