物理学

【物理】「コンデンサ」には「種類」がある!?理系大学院生が5分で解説

よぉ、桜木建二だ。今回は、コンデンサの種類について解説していくぞ。

コンデンサには、歴史や用途によってさまざまな種類がある。コンデンサの構造から、その理由や種類の違いについて説明していくぞ。生活で目にする機会は少ないコンデンサだが、実はいろんなところで使われているということを知ると、面白くなる。

高校、大学、大学院と電気を専攻しているライターさとるめしと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

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ライター/さとるめし

工業高校電気科卒、大学、大学院と電気工学を専攻している現役大学院生。「電気はよくわからない…」と言う友人や知人に、どうすればわかりやすく電気について理解してもらえるか、日々考えながら過ごしている。

コンデンサってなんだっけ?

image by iStockphoto

そもそも、コンデンサとは一体どんなものなのかわかりますか?たしか2枚の板があって…と、漠然とした記憶しかない方もいるかもしれないので、コンデンサが何なのかを簡単に説明していきます。

1. コンデンサとは

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コンデンサは、別名キャパシターとも呼ばれています。英語のcapacitorで、元はcapacity(容量)という意味です。コンデンサは、容量を持つ何かということになりますね。では、どんな容量を持っているのでしょうか。

コンデンサの容量は別名電気容量と呼ばれており、電気を蓄える容量を持っています。電気を蓄えられると、実はいろんないいことがあるのです。例えば、充電。コンデンサが電気を蓄えるという特徴は、スマートフォンやパソコンの充電器と似ていますね。

電気とは?

電気とは、電荷と呼ばれる小さな粒子が集まったかたまりのようなものです。このかたまりが線を伝って流れていくことで、家の電気がついたりテレビが観られるようになります。

2. コンデンサの仕組み

2. コンデンサの仕組み

image by Study-Z編集部

では、どんな仕組みでコンデンサに電気が蓄えられるのか、考えていきます。

コンデンサは、二つの導体(電気を通す物体)に電荷を与えると電気を蓄えるという仕組みです。電気容量Cの単位はF(ファラド)で、画像上のような電圧から求める方法があります。また、電圧Vや電荷Qがわからない場合には下のような式で求める場合もあり、こちらの方がわかりやすいかもしれません。

電気容量は、2つの導体の距離や導体の面積によって決まります。また、導電率εによって電気容量が大きく変わってくるため、コンデンサはこれらの値の大きさを調整する必要があるのです。

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ざっとコンデンサについて説明してきたが、要はコンデンサが電気を貯めたり使ったりできる性質がある、ということがわかれば大丈夫だ。

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