コンデンサを使用する理由

電圧をコンデンサにしばらく保存する必要があるのはなぜですか？電源を入れると回路が動作し、電源を切ると回路が停止することを常に想定しています。

なぜ回路全体をコンデンサフリーで描画できないのですか？ストレージ用の場合は、なぜフリップフロップを使用しないのですか？

構築したいものがすべてデジタル回路であり、電圧源が実際にどれだけの電流を流しても一定の電圧を保持し、電気ノイズを発生させるものがなければ、コンデンサは必要ありません。

しかし、電流源から電流を引き出すと、電圧源はたるみます。モーターブラシ（および他の多くのコンポーネント）は、デジタル回路から除外する恐ろしい電圧スパイクを生成します。一部の人々は、電圧および電流信号が広範囲にわたって連続的に変化するアナログ回路も扱っています。そのような時変回路には、コンデンサが必要です。

デジタル回路は特に悪い可能性がありますが、一般的には、電源レールをDC電源の源にしようとしています。ほとんどの回路が突然電源レールから電力を引き込む場合、電源レールが浸漬によって反応したとしてもあまり幸せではありません。

高速化すると、インダクタンスは抵抗よりも大きな問題を引き起こします。コンデンサは非常に近い電源として機能します。コンデンサから高速電力を引き出し、電源がコンデンサをゆっくり充電します。

適切に行うと、すべてが仕様どおりに機能します。商用製品を作成して不適切に行うと、非常に奇妙なバグがあり、通常は電圧が本当に低下するため、高負荷に結びついた製品になります（sags =が必要な値を下回ります）。最悪の場合、高速信号が電力線を通過し、FCCは高周波エネルギーを放射しているため製品を承認しません。

コンデンサは、充電率と放電率を正確に計算できるため、発振器、フィルター、タイミング回路でも広く使用されています。

RC回路、時間（秒）を一定の値（オームで）回路抵抗と（ファラッド）で回路容量の積に等しい、すなわちR×C.これは、充電に要する時間でありますコンデンサ、抵抗を介して、フル充電の63.2％まで。または、初期電圧の36.8％まで放電します。これらの奇妙な見かけのパーセンテージは、数学定数e（2.71828、自然対数の底）、具体的にはそれぞれ1-1 / eおよび1 / eから導出されます。

発振器とタイミング回路は、一般にデジタルシステムで周波数発生器とタイミングを提供するために使用されます。発振器とフィルターは通常、アナログ回路、つまりオーディオまたは無線周波数（RF）にあります。

産業電気工学におけるコンデンサの最も一般的な用途の1つは、力率補正を提供することです。コンデンサは、AC配電ネットワークのサイクルごとにエネルギーを蓄積して放出し、電気モーターなどの誘導性の高い負荷が印加電圧よりも「遅れる」電流を引き込むという事実を補正します。これにより、配電ネットワークの力率が低下します。これは通常、ネットワーク資産を見かけの電力定格まで利用できないことを意味します。

力率補正を使用することにより、誘導性負荷の場合、コンデンサを電源ネットワークに切り替えることを意味し、力率を1に近づけることができます。これにより、大型変圧器などのネットワーク資産を不必要に大きくする必要がなくなります。

また、ほとんどの電力供給当局は、力率が非常に低いユーザーにペナルティを課します。これは、通常、規模が大きく使用率の低い配電資産の追加コストがかかるためです。したがって、大規模な産業ユーザーが力率改善装置を設置するための経済的インセンティブがあります。

コンデンサは、AC電力をDCに整流する際のリップルを除去するためにも使用されます（例：可変速ドライブまたはインバータ回路の入力段）。

また、DC電源を「増幅」するためにコンデンサが使用されます（例：5VDC電源を出力9VDCに変換するため）。これらは「チョッパー」回路と呼ばれます。

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なぜ回路全体をコンデンサフリーで描画できないのですか？

回路はすべてのロジック電源ピンに含まれることが暗黙的であるため、コンデンサなしで描画されることがあります。明らかに、EDAツールを使用する場合、それらはどこかに回路図上になければなりません（通常はコーナーに実装されていません）が、各ピンに少なくとも1つあることを意味します（複数のキャップでより広い範囲の周波数をカバーできます）できるだけ近い。

プロトタイプ、特にプロトタイプの場合、バイパスコンデンサはさらに重要です。ワイヤのボールには通常よりもはるかに多くのインダクタンスがあります。スイッチ周波数が低い場合でも、エッジのスペクトル成分は非常に高くなる可能性があります。

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デカップリングコンデンサとは何ですか？また、必要な場合はどうすればわかりますか？

デカップリングコンデンサにはいくつかの目的があります。まず、電源の変動に対する保護策です。コンデンサがなければ、回路全体をリセットすることができませんでした。同様に、回路の一部の電力を消費する部分は、動作中にオンとオフを切り替える場合があります。また、スイッチを入れるとディップが作成されます。ある場所で突然必要とされる電流が多くなると、他の場所では利用できなくなります。コンデンサは、これらのスイッチングモーメントですべてのコンポーネントに十分な電流を確保するバッファストレージです。

良い例は、容量性タッチスクリーン（iPhoneのタッチスクリーンなど）です。

容量性タッチスクリーンは、容量性材料の層を使用して電荷を保持します。画面の表面に触れると、画面の静電場が歪んで電圧降下が生じ、これは静電容量の変化として測定できます。電圧降下のこの正確な位置は、コントローラーによって検出され、プロセッサーに送信されます。