Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

今月の構成要素:コンデンサ

今月のコンポーネント、コンデンサにはとても興奮しています。それは電場の中で少量のエネルギーを蓄える電子部品です。キャップは非常に多様なコンポーネントファミリーを構成します。いつものように、私たちはCharles Plattの恒例のEncyclopedia of Electronic Components、第2巻からの抜粋から私たちの報道を始めます。 1。

それは何をする

DC電源の両端に接続されたコンデンサは電荷を蓄積し、その電荷は電源が切断された後も持続します。このようにして、コンデンサは小さな充電式電池のようにエネルギーを蓄えます(そしてその後、放電することができます)。充電/放電速度は非常に速いが、直列抵抗によって制限される可能性があり、それはコンデンサを多くの電子回路におけるタイミング構成要素として使用することを可能にする。

コンデンサは、パルス、電気的「ノイズ」、交流、またはオーディオ信号、あるいはその他の波形を通過させる間にDC電流を遮断するためにも使用できます。この機能により、電源から供給される出力電圧を平滑化することができます。デジタル回路内のコンポーネントのスプリアストリガを引き起こす傾向がある信号からスパイクを除去する。オーディオ回路の周波数応答を調整する。またはDC電流の伝送から保護する必要がある個別のコンポーネントまたは回路要素を結合するため。

コンデンサの略図を右に示します。左上には無極性コンデンサがありますが、他の2つは有極性コンデンサを使用する必要があることを示し、図のように配置する必要があります。一番下のバリアントはヨーロッパで最も一般的に使用されています。紛らわしいことに、+符号が追加されている場合は、無極性シンボルを使用して有極性コンデンサを識別することもできます。分極記号は+記号なしで印刷されることがありますが、それでも記号は極性を守る必要があることを示しています。

使い方

最も単純な形では、コンデンサは2つのプレートで構成され、各プレートにはDC電源に接続するためのリードが付いています。プレートは誘電体として知られている薄い絶縁層によって分離されていて、それは通常固体またはペーストであるが、液体、ゲル、気体または真空であってもよい。

ほとんどのコンデンサのプレートは、薄い金属フィルムまたは金属化プラスチックフィルムでできています。構成要素のサイズを最小にするために、フィルムを巻いてコンパクトな円筒形パッケージを形成するか、または複数の平らな部分を交互に配置することができる。

電源からの電子は、電源の負側に取り付けられたプレート上に移動し、他のプレートからの電子を反発する傾向があります。これは、もう一方のプレートに正孔を作ること、または正電荷を引きつけることと考えられます。コンデンサが電源から切り離されると、そのプレート上の反対の電荷はそれらの相互引力の結果として平衡状態に維持されるが、電圧は誘電体を介してまたは他の経路を介してリークの結果として徐々に消散する。

フォーマット

コンデンサ用の最も一般的な3つのパッケージは、円筒形、ディスク形、および長方形のタブレットです。

円筒形コンデンサは、アキシャルリード(各端に取り付けられたワイヤ)またはラジアルリード(両方のワイヤが一方の端から出ている)を有することができる。ラジアルコンデンサは回路基板に容易に挿入できるため、より広く使用されています。コンデンサは通常、小さなアルミ缶にパッケージされ、一端が閉じられており、他端が絶縁ディスクで覆われており、絶縁プラスチックの薄層で覆われています。

ディスクコンデンサ(ボタンコンデンサとも呼ばれます)は、通常、絶縁性のセラミックコンパウンドで覆われており、放射状のリードを持っています。最近の小型セラミックコンデンサは、エポキシに浸したり、正方形のタブレットにしたりする傾向があります。

表面実装コンデンサは正方形または長方形で、通常は各寸法で数mm、両端に2つの導電性パッドまたは接点があります。表面実装抵抗とほとんど同じように見えます。もっと大きな値のコンデンサは必然的に大きくなりますが、それでも表面実装アプリケーション用に設計することができます。

多くのコンデンサは無極性です。つまり、極性に影響されません。ただし、電解コンデンサとタンタルコンデンサはDC電源に「正しい向きで」接続する必要があります。一方のリードが他方よりも長い場合、それは「よりポジティブ」なリードでなければなりません。コンデンサの一端のマークまたはバンドは、「より負の」端を示します。タンタルコンデンサは、部品の本体に+記号を使用してプラスのリード線を示している可能性があります。

コンデンサの側面に印刷されている矢印は通常、「もっと負の」端子を指しています。軸方向リードを有するアルミニウム缶では、一方の端のリードはその周囲に絶縁ディスクを有し、他方のリードは缶の丸い端と一体になる。絶縁された端のワイヤは、もう一方の端のワイヤよりも「プラス」である必要があります。

コンデンサアレイは、内部で互いに絶縁され、外部接点によってアクセスされる2つ以上のコンデンサを含む。これらは表面実装フォーマットで販売されており、DIP(デュアルインラインパッケージ)またはSIP(シングルインラインパッケージ)フォーマットのスルーホールチップでも販売されています。内部コンポーネントは、絶縁型、コモンバス、またはデュアルエンドコモンバスの3つの構成のいずれかで接続できます。技術的には、孤立した構成はコンデンサアレイと呼ばれるべきですが、実際には、3つの構成すべてが通常コンデンサネットワークと呼ばれます。

主なタイプ

電解コンデンサは比較的安価でコンパクトであり、大量に入手可能である。これらの特質により、それらは消費者向け電子機器、特に電源に広く使用されています。電解液の容量能力は、周期的な電圧印加によってリフレッシュされます。コンデンサ内部の湿ったペーストは、電圧が印加されたときの誘電性能を向上させることを目的としていますが、何年にもわたって乾くことがあります。電解液を約10年間保管すると、電源を入れたときにリード線が短絡する可能性があります。

バイポーラ電解コンデンサは、逆極性の2つの直列の電解コンデンサを直列に含む単一のパッケージです。そのため、信号の電圧が0VDCの上下で変動する場合に組み合わせを使用できます。それは反対極性を持つ、直列の2つの電解質から成ります。このタイプのコンポーネントは、そのシェルに「BP」(バイポーラ)または「NP」(無偏光)が印刷されている可能性があります。有極性コンデンサが通常不適切であり、無電解の代替品よりも安価である可能性が高いオーディオ回路で使用することができます。しかし、それはすべての電気分解と同じ弱点に苦しんでいます。

タンタルコンデンサは小型ですが比較的高価であり、電圧スパイクの影響を受けやすい可能性があります。それらは間違った極性の適用に敏感です。典型的には、それらは電気分解のような小さなアルミニウム缶の中に取り付けられるよりむしろエポキシ浸漬され、そしてその結果として電解質は蒸発しそして乾燥する可能性がより少ないかもしれない。表面実装型タンタルコンデンサは、大容量セラミックコンデンサが入手可能になるにつれて普及してきており、小型で等価直列抵抗が小さくなっています。

単層セラミックコンデンサは多くの場合バイパスに使用され、高周波またはオーディオアプリケーションに適しています。 「NPO」の変種はより安定していますが、それらの値は温度に対してあまり安定していません。積層セラミックコンデンサは、単層セラミックよりも小型であり、その結果、ますます普及してきています。

ファラッド

コンデンサの蓄電容量はファラドで測定され、普遍的に文字Fで表されます。1ボルトの間に1ボルトのプレート間の電位差で充電することができ、その間に1アンペアを引きます。 1ファラドの静電容量を持っています。

ファラッドは大きな単位であるため、電子回路のコンデンサはほとんどの場合小数値を持っています。マイクロファラッド(μF)、ナノファラッド(nF)、およびピコファラッド(pF)です。 μFの省略形ではギリシャ文字のμ(mu)を使用する必要がありますが、小文字のuが代用されることがよくあります。したがって、例えば、10uFは10μFと同じ意味です。

1F =1,000,000μF、1μF= 1,000,000pFです。したがって、1ファラッドは1兆ピコファラッド、つまり非常に広い範囲の可能な値に相当します。図16「ピコファード、ナノファラッド、およびマイクロファラドの等価値」を参照してください。 nF単位は主にヨーロッパで使用されます。」および図17「マイクロファラッドとファラッドの等価値」。ファラッドはそのような大きな単位であるため、電子回路はほとんどの場合小数値を使用します。

nF単位は、米国よりもヨーロッパでより一般的です。 1nFの容量は、米国では0.001μFまたは1,000pFと表現されることがよくあります。同様に、10nFの容量はほとんどの場合0.01μFとして表され、0.1nFの容量は100pFとして表される可能性が高くなります。

ヨーロッパの回路図では、小数点の代わりに値記号を使用できます。たとえば、4.7pFのコンデンサは4p7、6.8nFのコンデンサは6n8、3.3µFのコンデンサは3µ3と表示されます。

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