コンデンサは電荷を蓄えますか？

頭に浮かばない簡単な概念がいくつかあります。私は私のエンジニアリングの2年間これらのことを研究してきたと思いますが、それでも私は悩みます。コンデンサーはそれらの1つです。誰かが説明できますか？

• コンデンサは何をしますか？料金は貯まりますか？もしそうなら、それはどうですか？

私はそれをグーグルとヤフーで検索しましたが、そこには（私にとって）何か役立つものは見つかりませんでした。ですから、ここで問題を解決していただければ嬉しいです。

PS私はいつもそうであり、さらに人々がどこに行くべきかを提案しないので、質問が再び話題から外れないことを望みます。それは本当に悲しいことです。

場合は手数料あなたが意味電荷を、そして何も、コンデンサは電荷を蓄積しません。これはよくある誤解です。おそらく、chargeの複数の意味が原因です。コンデンサの一方の端子に電荷が入ると、同じ量の電荷がもう一方の端子に残ります。したがって、コンデンサの総電荷は一定です。

コンデンサが蓄えるのはエネルギーです。具体的には、電界に保管します。すべての電子はすべての陽子に引き付けられます。平衡状態では、コンデンサーの各プレート上に等しい数の陽子と電子があり、エネルギーが蓄積されておらず、コンデンサーに電圧がかかっていません。

しかし、コンデンサーをバッテリーのようなものに接続すると、電子の一部が一方のプレートから引き離され、同じ数の電子がもう一方のプレートに押し付けられます。これで、1つのプレートには正味の負の電荷があり、もう1つのプレートには正味の正の電荷があります。これにより、プレート間の電位差が生じ、分離される電荷​​が増えるほど、電界が強くなります。

電界は電荷に力を及ぼし、コンデンサーを平衡に戻そうとし、各プレートの電荷が平衡します。コンデンサがバッテリーに接続されたままである限り、この力はバッテリーの力によってバランスされ、不均衡は残ります。

バッテリーを取り外し、回路を開いたままにしておくと、充電は移動できなくなり、充電の不均衡が残ります。フィールドはまだチャージに力を加えていますが、丘の上にあるボールや緊張したスプリングのように動くことはできません。コンデンサに蓄えられたエネルギーは残ります。

コンデンサの端子が抵抗に接続されている場合、電荷が移動する可能性があるため、電流が流れます。コンデンサに蓄えられたエネルギーは抵抗器で熱に変換され、電圧が低下し、電荷の不均衡が少なくなり、電界が弱まります。

さらに読む：コンデンサーの苦情（1996 William J. Beaty）

要するに、コンデンサーは2つの導電性物体であり、多くの場合小さな板であり、誘電体と呼ばれる絶縁物によって分離されています。風船を腕にこすりつけて髪の毛に当てると発生する静電気の蓄積と同様に、どちらかのプレートに反対の電荷が蓄積し、エネルギーを電荷の形で蓄えます。コンデンサの動作に影響を与え、それらを非常に便利にする2つの重要な要素があります。-線形ではなく指数関数的に充電します。コンデンサを一定の電圧で充電し、コンデンサの両端の電圧（コンデンサ内に保持されている電荷に対応する）を5秒ごとに測定するとします。たとえば、5秒ごとに0.1は上がりません。代わりに、一定の割合で増加します単位時間あたりの総容量の。これは、放射性崩壊と実質的に同じ原理（逆を除く）です。「半減期」は直感的な概念であり、量がそれの50％に減少するのにかかる時間に対応しますが、失うことはありません設定された量（つまり、毎秒50分子ではなく、毎秒50％です）。次のようになります。

ご覧のように、最初は急速に充電されますが、電荷が蓄積されるにつれて遅くなります。

-2つ目は、この電荷蓄積の結果です。電圧が増加すると、コンデンサを「通過する」電流が低下します。コンデンサの電気抵抗が明らかに増加します。ただし、入力電源の極性を逆にして、スイッチを入れ替えると、抵抗が「減少」する効果があります。電荷は、コンデンサーに押し込まれるのではなく、簡単に流出し、実際には効果的にブーストされます。実効電圧。これの主な結果は、コンデンサがDCに抵抗するがACを許可することです。より具体的には、電圧極性スイッチング（すなわち、ＡＣ）の周波数が高いほど、コンデンサが回路内の電流の流れを妨げる可能性が低くなる。コンデンサは電気ばねと考えることができます。あなたはそれを押し下げ、それに流れる電流を象徴します。最初はほとんど抵抗がありません。ただし、押し続けると、効果的にそれ以上押すことができなくなるまで、スプリングはより強く押し返します。これは、コンデンサーの両端の電圧（これもコンデンサーに蓄えられた電荷に等しい）が入力電圧に近づくことに相当します-体重と釣り合うばねの上向きの力のように。では、反対方向に押すとどうなりますか？春の作品反対するのではなく、あなたと一緒に、あなたの筋肉と体重だけで達成したいことを超えて出力を増加させます

では、これをどのように活用できるでしょうか。コンデンサの使用方法には、回路内での配置方法に応じて、主に2つのタイプがあります。コンデンサが直列に接続されている「カップ​​リング」と、並列に接続されている「デカップリング」です。どちらも、前述の原則を利用しています。

カップリングはDCのブロックに使用されます。これは、信号処理と無線で最もよく見られます。コンデンサが小さいほど、周波数が高くなり（充電が速くなるため）、静電容量を調整することで、遮断される周波数を調整できます。インダクター（コンデンサーの正反対の直径）と共に使用する場合-最も関連性の高い特性はHIGH周波数のブロックであり、信号を周波数の特定の「帯域」-「バンドパス」回路に制限できます。これは、無線機で必要な周波数で送信または受信するために重要です。

カップリングコンデンサはタイミング回路でも使用されます-トランジスタ（電子スイッチ）は既知の電圧でオンになり、コンデンサは既知のレートで充電されるため、特定の時間（または周波数）でのみトランジスタをオンにするために使用できます。

デカップリングコンデンサは、エネルギー貯蔵用または電気的「ダンピング」用に使用されます。繰り返しますが、それを春の観点から考えると役立ちます。

ペレットガンのばねは、エネルギー貯蔵を完全に示します。スプリングは、充電されているコンデンサと同じように引き戻され、解放されて、そのエネルギーを「負荷」に放出します。コンデンサは、たとえば除細動器など、非常に速く放電するため、短時間で大量のエネルギーが必要な状況に最適です。バッテリーだけでは必要なエネルギーのすべてをそれほど迅速に放電することができなかったため、代わりに内部コンデンサーがそれを蓄積し、必要に応じて解放します。

ダンピングに関しては、コンデンサー/スプリングの類推を車のサスペンションのスプリングと考えるのが最善です。車のサスペンションは、車の垂直方向の動きのエネルギーの一部を吸収することにより、車（および乗客）を損傷から保護します。大きな石を乗り越えて車輪が非常に速く押し上げられる場合、サスペンションのおかげで車の残りの部分への影響が少なくなり、エネルギーを吸収し、車を押し上げることによってゆっくりと解放します。同様に、デカップリングコンデンサは、電気信号またはパルスを「滑らかにする」ことができます。石に似て、時々発電の性質や誤動作が電圧の「スパイク」を引き起こす可能性があります。非常に短い電圧スパイクでさえ、一部の機器に深刻な損傷を引き起こす可能性があります。デカップリングコンデンサは、この「衝撃」を吸収して、損傷が発生する可能性を減らします。加えて、

お役に立てば幸いです。少し冗長な場合は申し訳ありませんが、包括的にすることを目指しています。