コンデンサとは ◆ 見て触って覚える　自作パソコン

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アルミ電解コンデンサ（ルビコン）
アルミ電解コンデンサ（ルビコン）

  1. コンデンサの機能
    充電 → コンデンサに電圧を加えると、自分自身の容量分だけ電気を蓄える。
    放電 → 端子間を導通してやると、蓄えた電気を放出する。
    この性質を利用して、コンデンサは任意の時間、電気を蓄えておくことができる。

    1. 直流電圧の場合
      フル充電されると、それ以上の電流がコンデンサ側に流れ込むことはない。直列につないだ回路に電気は流れない。
    2. 交流電圧の場合
      充電と放電を繰り返す。
    3. 交流信号を通し、直流信号は通さない。
      どの程度電気信号を通すのか。 コンデンサに入る電気信号の状態（周波数）、コンデンサの種類によって変わってくる。 この性質を利用して、ある特定の周波数成分を通す、あるいは阻止するといった機能を持つことができる。 こうした回路は、フィルタ回路と呼ばれる。



    目次

  2. コンデンサの構造
    1. 積層セラミックコンデンサ
      セラミックを誘電体に使ったコンデンサ 基板上にたくさん並んだ茶色の四角いバーツ。
      小型で高周波動作に強く、高速動作するデジタル回路のノイズフィルタに適している。 電気信号が適切に伝達できるように回路の調整を行うことにも使われる。
      誘電体を直接電極で挟んでいるので、極性はない。

    2. アルミ電解コンデンサ
      アルミ電解コンデンサ 陽極にアルミ、誘電体にアルミの酸化皮膜を用い、もう一方の電極には電解質を持った物質を充填するという構造。 電解質を持った物質としては、電解液を含浸した紙などが使われる。 電極に使うアルミは箔状で、限られた体積で大きな電極面積を構成するので、大きな容量を実現することができる。
      アルミ箔を巻いて円筒状にして、アルミケースで覆っている。その上にフィルムの被覆をかぶせ、そこにメーカー名、製品名、容量や耐圧を印刷したものが多い。 電解質を使うことから端子に極性があり、これを間違うと機能しないだけでなく、破裂にいたることがある。

    3. 固体電解コンデンサ
      電解質に固体（電導性高分子材料）を用いた構造。
      電解液を使ったコンデンサと比較して耐熱性が高く、原理的に電解液のドライアップ（蒸発）の心配もない。 アルミ電解コンデンサに比べてERS（等価直列抵抗）が低く、リップル耐性（電圧のぶれに対する耐性）も良い。コンデンサ自体の発熱量、戦力損失も少ないのが特徴だ。 耐圧が低いので高電圧の電源回路には向かないが、CPUの VRM などに適している。
      アルミ電解コンデンサと同様に極性があり、これを間違うと機能しないだけでなく、破裂にいたることがある。

    目次

  3. コンデンサの仕様
    1. 容量（静電容量）
      コンデンサに蓄積可能な電荷の量で、この数値が大きいほど多くの電荷をためることができる。単位はF（ファラド）。 実際の電解コンデンサで見かけることが多いμF（マイクロファラド）は、1/1,000,000Fである。

    2. 耐圧（耐電圧）
      同じ容積（大きさ）のアルミ電解コンデンサであれば、耐圧と容量は反比例するため、用途に応じて様々な耐圧と容量の製品が用意されている。

    3. 寿命
      電解コンデンサは化学反応を使うこともあり、寿命（MTBF : 平均故障間隔）が短い上に、使用温度が10℃上がると寿命が半分になる。 製品寿命を示す指標として温度が記載されている。本来なら製品のMTBFとペアで示されるものだが、MTBFを同一とした場合、記載された温度が高いほど長寿命となる。 通常は85℃か105℃のいずれかである。統一した動作条件下では、105℃品は85℃品の約4倍の寿命があることになる。
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