コンデンサの放電

質問

コンデンサの放電について少し、わからないところがあるので、是非教えてください。

1.下記のような回路図があります。
-----SW------R-------
| 　　　　　　　　　　　　　　　 |
POW 　　　　　　　　　　　　 C
| 　　　　　　　　　　　　　　　 |
---------------------
POW：電源(5V)
SW：スイッチ
R：抵抗
C：コンデンサ

SWをONにし、Cを充電します。
その後、SWをOFFにした場合、Cの電荷はどういう流れで放電されるのでしょうか。

2.下記のような回路図があります。
5V 　　 5V
| 　 　 　 |
D 　　　 R
| 　　 　 |
------●------
　　　　　 | 　　　　 |
　　　　　 C 　　 RR
　 　　 　 | 　　　　 |
　　　 gnd 　 　 gnd

D：ダイオード（vdd側がカソード）
R：抵抗
C：コンデンサ
RR：負荷

電源をONし、Cを充電します。
電源をOFFし、Cを放電する際、Dにより素早くＣを電源側に放電させるという記述がありました。
この、電源側に放電させるというのは、5V側に電流を流すということだと思うのですがどうでしょうか。
またその際、電源の+側は電流を出力する方だと思うのですが、そこにコンデンサから電流を流しても大丈夫なのでしょうか。

わかりにくいかもしれませんが、ご回答宜しくお願いします。

回答No.3

info22 · ベストアンサー

#2です。
A#2の補足質問の回答。

>漏洩電流とは、どこへ流れていく電流なのでしょうか？
コンデンサーの２つの電極は真空中にあるわけではありません。電極間に絶縁物質といっても、完全な絶縁体ではない化学物質が詰まっています。特に容量の大きい電解コンデンサーはそうです。電極間にわずかですか導通があります。その導通によってコンデンサーの内部で電流がわずかですが流れます（内部放電電流）。
またコンデンサーの内部放電よりもっと少ないですが、コンデンサーが基板に半田付け等でくっ付けてあることで、完全な絶縁体ではない基板の内部をわずかですが流れて放電して行きます（プリント基板が全く電気を通さないならプリント基板自体製作できないようですね）。

>2に関してですが、Cの容量を大きくした場合、電荷が増えますよね？（Ｑ＝Ｃ×Ｖ）

>その場合、電源OFF後、電源側に大きな電流が流れることはないのでしょうか？
電源側のコンデンサーと平衡を取りながら直流電源の出力が減少して行きますから、そんなに大きな電流は流れません。
（コンデンサーの両極を直接銅線でショーとすれば火花が飛んで大きな電流が流れますがね。）
回路で使われるコンデンサーの容量はたかが知れていますし、そんな大きな容量のコンデンサーを使った回路は使いものになりません。
コンデンサーは瞬時（短時間）に充放電するから回路素子として使えます。大きすぎる容量のコンデンサーはコンデンサーとしてでなく直流電源（電池）として機能します。
極端に大きな容量のコンデンサーは蓄電池（直流電源）として機能するものです。
そんな容量のコンデンサーを普通の直流電源に繋いだら、そのコンデンサー回路に電源を接続した時点で電源が壊れるか、電源の短絡保護回路が働いて、電源電圧を強制的にカットしてしまいますので、回路そのものが動作しません。

また、電源を入れたとき、電源がコンデンサーに充電して回路が機能する程度のコンデンサーの逆流程度なら、電源出力段のコンデンサーの電圧と平衡して電源側に大きな突入電流が流れる事はありません。電源出力段に接続されたコンデンサー自体、直流電源の電源スイッチをきったとき、電源回路を逆流電流で壊す可能性を考えられますが、現実には整流回路のダイオードによって大きな逆電流が流れることはありません。

お礼

ご回答、ありがとうございます。
1,2ともによくわかりました。
webとか調べてもよくわからなかったので、こちらで聞いてみてよかったです。

回答No.2

info22

１
SWがOFFでコンデンサーの回路は開ループ回路となって電流が流れる回路がなくなりますので、コンデンサーに充電された電荷や電圧は放電されません。
しかし、現実にはコンデンサーにも漏洩電流があり、徐々に電荷が失われていきます。

2.直流電源の出力段には+5V端子とGND端子間には大きな容量の電解コンデンサーが入っていますので、その電荷と一緒に放電されて行き、最終的にはRとRR経由でも放電されるでしょう。

>電源に逆電流をながしてよいかどうか、よいのであればどのくらいまでよいのかというのは、どこを見ればよろしいのでしょうか。
通常のDC電源と回路では壊れるような影響は出ないですね。
電気・電子機器でそのような電源が組み込まれ、負荷となる回路も組み込まれていますが、長年、そのような機器を使用し、また組み立てきましたが、電源SWオフで、電源が壊れたことはきいたことがありません。
心配する必要はないと思います。

お礼

ご回答、ありがとうございます。
1は大体わかりましたが、漏洩電流とは、どこへ流れていく電流なのでしょうか？
2に関してですが、Cの容量を大きくした場合、電荷が増えますよね？（Ｑ＝Ｃ×Ｖ）
その場合、電源OFF後、電源側に大きな電流が流れることはないのでしょうか？

回答No.1

foobar

1.
SWを開くとCを放電する電流経路がないので、理想的な条件だとCは放電せず、電荷が溜ったままになります。現実の回路だと、コンデンサの漏れ電流などで徐々に放電しますが。

2.
ご質問でかかれているように、Cの電荷は電源（または５Vにつながっている他の回路）を経由して放電します。電源に逆電流を流してよいかどうかは、個々の電源によります。

お礼

ご回答、ありがとうございます。
1の件はわかりました。
2に関してですが、電源に逆電流をながしてよいかどうか、よいのであればどのくらいまでよいのかというのは、どこを見ればよろしいのでしょうか。