コンデンサーに溜まる電気量はコンデンサーが直列接続のときどのコンデンサーにも同じ電気量が溜まると書いてあったんですが、それはコンデンサーのみの回路に限ってですか?コンデンサーを直列接続しても、抵抗を直列接続しといてその二つを並列で並べるとコンデンサーに溜まる電気量が異なったんですが・・

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A 回答 (2件)

>直列接続のときどのコンデンサーにも同じ電気量が溜まる


理由はご存知でしょうか?
コンデンサー間の配線はもともと電荷を持っていませんね。コンデンサーのみ場合、この線に電流(電荷)が流れ込みも流れ出しもしませんから、この状態は変わりません。つまり一方に「+Q」溜まるともう一方に「-Q」存在しなければいけません。
抵抗がコンデンサーと並列に存在する場合は、前述したようにコンデンサーは電流を流しませんから、直列に接続した両方の抵抗に流れる電流が等しくなければいけませんね。この時のコンデンサーにかかる電圧は、抵抗の両端の電圧(抵抗による電圧降下)と等しくなければいけませんね。この条件から溜まる電気量が決まります。
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想像のとおりだと思います。

前者と後者では回路構成がまったく違うものになります。後者では、コンデンサが
並列に接続されていません。交流抵抗値の配分どおりの電流が流れた分の電荷がコンデンサに蓄積されます。抵抗が入ることで実験ではRとCの合成ベクトルが違ってくるのは仕方がないことかも
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Q並列の電気抵抗についてです。なぜ並列回路の合成抵抗は1つ1つの抵抗より小さくなるのですか?

並列回路の合成抵抗はなぜ1つ1つの抵抗より小さくなるのですか?
あと、それに電荷法則xっていうやつは関係あるのですか?
詳しい説明、お願いします!!

Aベストアンサー

なんでも、ミクロな理屈に紐つけて覚えるのはやめた方がいい。

まずは、オームの法則を覚える。

E=IR

これから派生して、抵抗を直列につなぐと、電流が共通なので

合成抵抗は、R1+R2+・・・・

の足し算になる。並列してつなぐと、電圧が共通なので、

合成抵抗は、

1/ (1/R1 + 1/R2 +++++ )

になるってまず覚える。

計算を繰り返すうちに、その意味や感覚が分かるようになる。
すると、電流を水流に見立てたり、電圧を高低差に見立てたり、抵抗を水道管の本数に見立てたり出来るようにもなる。

意味を先に理解して、あとで公式を覚えるのは、新しい話題に対しては効率がわるいのです。

Qコンデンサーの直列・並列接続の合成容量と定格電圧に付いて

手元に1.5uF 250Vのコンデンサーが2個あります。
並列接続した時、合成容量をC、接続する容量をC1、C2とすると
C=C1+C2 で、1.5uF+1.5uF=3uFとなります。

直列接続の場合、2本の直列計算に限り、次の式が使えます
C=C1*C2/(C1+C2) で、1.5uF×1.5uF/(1.5uF+1.5uF)
=0.75uFとなります。

以上は静電容量の計算式ですが、上記の様に直列・並列接続
した時の定格電圧はどちらの接続でも250Vで変化しないのでしょうか?

また、ついでにお尋ねしますが、
抵抗の場合、同数値の直列・並列接続時の抵抗値は
並列で抵抗値が半減し、直列で抵抗値が倍増すると思うのですが
W数の変化について良く分かりません。抵抗のW数はどう変わるのでしょうか?

初歩的な質問ですが、アドバイス宜しくお願いします。

Aベストアンサー

コンデンサにかかる電圧は並列の場合は全体にかかる電圧がそのまま各コンデンサに加えられます。
よって、定格電圧以内で使いたいのなら250Vまでということになります。

直列に同容量のコンデンサをつないだ場合、全体にかかる電圧の半分の電圧が一つのコンデンサにかかります。
一つのコンデンサにかかる電圧を250Vまでとすると全体では500Vまでいけるはずです。一応念のために少しばかり抑えるほうがよいかもしれませんが。

抵抗のW数とは抵抗の許容電力ということで判断してもよいでしょうか。
許容電力という意味では全ての抵抗が同じ抵抗値、同じ許容電力であり、全てを直列、または全てを並列に接続するという条件では、単純に一個の許容電力×抵抗の数 になります。
ただし、抵抗が隣接する配置であると放熱の関係で温度が単体で使いよりも上がってしまうため低めに見積もる必要があります。

Q直列回路と並列回路

並列回路ではIがI1とI2にわかれるのはわかります。水流が2つにわかれるイメージをしています。
そしてV=R1I1=R2I2

直列回路ではIはわかれないのでV=R1I+R2I
となっています。電圧は落差(いきおい)というイメージで考えています。
V=R1I+R2I ということは電圧が分散していることになります。
水の勢い(電圧)が抵抗が2増えただけで分散するというのが納得できません。

Aベストアンサー

落差の違う2つの滝が、1つの川に連なっていると考えてはどうでしょうか?

http://www.mapple.net/photos/H0000173802.htm

一つ目の滝の落差がR1にかかる電圧(R1×I)、
二つ目の滝の落差がR2にかかる電圧(R2×I)で
2つの滝の落差を足したものが、合計の電圧Vとなります。

川は1本だけなので、それぞれの滝をおちる水の量Iは変わりません。

Q電気二重層コンデンサーの直列接続について

耐圧を上げるために6個(同容量)の電気二重層コンデンサーを直列接続して、使用したいと考えております。

メーカーの仕様書を見ると、「コンデンサーを直列に接続するときは電圧バランスが崩れないように、漏れ電流を考慮した分圧抵抗器を各コンデンサーに並列に入れて下さい。」とありました。

説明書きを読むと、各コンデンサーの個々の誤差から一番小さい容量のモノに電圧が集中し、耐圧をオーバーしてパンクすることがあるとのこと。

使用するコンデンサーは下記の製品です。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05326/

使用の目的は、車載オーディオ(ヘッドユニット、アンプ類)の電源の安定化です。車両側の最大電圧は14.4V(オルタネーター発電時)です。耐圧3Vのコンデンサー6個を直列接続し、耐圧を18Vにあげてカーバッテリー(鉛蓄電池)に並列接続しようと考えております。

この様な使用方法でも、バランス抵抗は必要でしょうか?(特に問題がなければ、手間やコストを考えると入れたくないのが本音です・・・。)

やはり入れなくてはマズイとのことであれば、コンデンサーに並列する抵抗値はどのように決めたらよいのでしょうか?メーカーが公表する計算式を見たのですが、ムズカシクてさっぱり判りません・・・。

ニチコン株式会社 アルミニウム電解コンデンサーの概要
2-5 シリーズ結線におけるバランス抵抗の選定方法
http://www.nichicon.co.jp/lib/aluminum.pdf


使用状況やコンデンサーの漏れ電流で抵抗値は変わるかと思いますが、上記使用を目的とした際のおよその概算値で構いませんので、わかる方がいらっしゃいましたらご教授頂けないでしょうか?

なにぶん知識に乏しく、ご迷惑をお掛けしますが、何卒宜しくお願いいたします。

耐圧を上げるために6個(同容量)の電気二重層コンデンサーを直列接続して、使用したいと考えております。

メーカーの仕様書を見ると、「コンデンサーを直列に接続するときは電圧バランスが崩れないように、漏れ電流を考慮した分圧抵抗器を各コンデンサーに並列に入れて下さい。」とありました。

説明書きを読むと、各コンデンサーの個々の誤差から一番小さい容量のモノに電圧が集中し、耐圧をオーバーしてパンクすることがあるとのこと。

使用するコンデンサーは下記の製品です。
http://akizukidenshi.c...続きを読む

Aベストアンサー

 早速ですが、電気二重層コンデンサーをカーバッテリーに並列に接続するのは
非常に危険です。
 エンジンのクランキング時にはセルモータの負荷でバッテリー電圧が急激に
低下します。そのようなバッテリー電圧の急激な低下が起きる時には並列に接続された
電気二重層コンデンサーの電荷がセルモータへ放電されます。セルモータの消費電流は
数十Aから100Aにも達する大電流ですがその電流を電気二重層コンデンサーから引き出して
しまいます。
 一方、電気二重層コンデンサーは6Aから45Aの範囲(コンデンサの型番によりこの
範囲になります。)に最大電流の規格が定められています。この電流を超える危険性が
あります。VEC3R0 506 QG で45A です。セルモータの電流がこの電流を超える場合は
コンデンサの最大保証電流を超えてしまうのでコンデンサが破壊してしまう可能性が
出てきます。
 これを防ぐには大容量のショットキーダイオードをバッテリーと電気二重層コンデンサー
間に挿入してコンデンサからバッテリーへ電流が逆流しないようにする必要があります。
この場合、車載オーディオの電源は電気二重層コンデンサーから取ります。

 次に、ご質問のリーク電流対策ですが、これはやらないと拙いです。やり方はNO.1の
方の提案されているツェナーダイオードを使う方法はリーク電流のばらつきを考えると
素晴らしい方法なんですが、車両側のオルタネータの電圧は必ずしも14.4Vではないの
が問題です。実際走行時には電装品から出るノイズがバッテリーに乗ってきますので
ツェナー電圧6本分の電圧、たとえば2.5V×6本=15Vを超えるようなノイズが発生する
とツェナーダイオードが破壊してしまいます。ツエナー電圧を3V以下で極力大きな値
の、たとえば 2.8V(この場合は2.8V×6=16.8V)のツェナーを選んでも16.8Vにしかなり
ません。この場合にはツェナーダイオードを選別して2.8Vのものを選び出す必要が
あります。
 このような電圧の問題を考えると、抵抗を並列につないでリーク電流を対策したほうが
良さそうです。リーク電流をIleakとした場合、並列に接続する抵抗Rpに流れる電流を
10倍程度にとればIleakが大きくばらついても最悪10%の電圧誤差(3Vに対して0.3V)
で収まります。mactec8587さんはどの型番のコンデンサを使われるのか書いて
ありませんのが、御使用の車載オーディオ装置の最大電流Ixより大きなMaxCurrentの
コンデンサを選ぶでしょう。たとえば、Ixが 26A ならば、その値より大きなMaxCurrentの
コンデンサとしてVEC3R0 506 QG(MaxCurrent=45A)を選びます。この型番のコンデンサ
のリーク電流Ileakは0.126mAですので並列抵抗に流す電流Ixはこの10倍の1.26mAにします。
通常の車の走行状態でのバッテリー電圧は約13.8Vですので、並列抵抗Rpに加わる電圧
Vrpは  Vrp = 13.8V/6 = 2.3V になります。これから並列抵抗Rpは、

  Rp = Vrp/Ix = 2.3V/1.26mA = 1.825kΩ 

と計算されます。入手可能なこの値に近い抵抗として 1.8kΩ を使用します。

 早速ですが、電気二重層コンデンサーをカーバッテリーに並列に接続するのは
非常に危険です。
 エンジンのクランキング時にはセルモータの負荷でバッテリー電圧が急激に
低下します。そのようなバッテリー電圧の急激な低下が起きる時には並列に接続された
電気二重層コンデンサーの電荷がセルモータへ放電されます。セルモータの消費電流は
数十Aから100Aにも達する大電流ですがその電流を電気二重層コンデンサーから引き出して
しまいます。
 一方、電気二重層コンデンサーは6Aから45Aの範囲(コンデンサの...続きを読む

Q電気基礎 分流器の問題と抵抗の並列接続について

こんばんは
参考書の問題で解けない問題があり質問させていただきました。
|--------A--------|
|  |
*--r1----*----r2--*
| | |
+    5A 2A

内部抵抗が0.02Ωで、最大目盛が1Aの電流計がある。2A,5Aの最大目盛の端子をもつ多重範囲電流計とするとき、分流器の抵抗r1,r2はいくらか。

電流計には1Aしかながせないので、r1とr2に5A、2Aから1を引いた6を流れるようにするのかと考えたりもしましたが5Aと2Aをどう使えばいいかが分からなく困ってます。


--------------------
| |
5Ω 5Ω
|         |
a--*------10Ω--------*
| |
10Ω 5Ω
| |
b--*------------------|

端子abからみた合成抵抗を求めよ。
上の方にある2つの5Ωと10Ωが並列であるので5Ωとなり、この5Ωが右下の5Ωと直列であるから10Ωとなる。この10Ωが左下の10Ωと並列であるので、abからみた合成抵抗値は5Ωとなる。

まず、端子abからみた合成抵抗という意味が分かりません。
どのように見ればいいのか。

上の方にある2つの5Ωは直列で10
上の10Ωと並列で5Ωになる。
そして、右下の5Ωと直列で10Ωになりますが
左下の10Ωとは直列ではないのでしょうか?
直列や並列になるのは端子や接続点も関係あるのでしょうか?
簡単な回路の抵抗は求められますが応用になると
手も足も出ない感じです。

こんばんは
参考書の問題で解けない問題があり質問させていただきました。
|--------A--------|
|  |
*--r1----*----r2--*
| | |
+    5A 2A

内部抵抗が0.02Ωで、最大目盛が1Aの電流計がある。2A,5Aの最大目盛の端子をもつ多重範囲電流計とするとき、分流器の抵抗r1,r2はいくらか。

電流計には1Aしかながせないので、r1とr2に5A、2Aから1を引いた6を流れるようにするのかと考えたりも...続きを読む

Aベストアンサー

> 内部抵抗が0.02Ωで、最大目盛が1Aの電流計がある。
> 2A,5Aの最大目盛の端子をもつ多重範囲電流計とするとき、分流器の抵抗r1,r2はいくらか。
これは応用問題ですね。
2Aのときは電流計に並列に(r1+r2)が入ります。
5Aのときは(電流計+r2)に並列にr1が入ります。

2Aの時は電流計に1A、(r1+r2)に1A流れればいいのです。
つまり、r1+r2=0.02Ω
次に5Aのときは電流計+r2に1A、r1に4A流れればいいです。
両方の電圧が等しいので(0.02+r2)×1=r1×4
2つの式ができたので連立方程式を解けば答えが出ます。

> 上の方にある2つの5Ωは直列で10 上の10Ωと並列で5Ωになる。
> そして、右下の5Ωと直列で10Ωになりますが
> 左下の10Ωとは直列ではないのでしょうか?
最後だけ間違っています。並列です。

> 端子abからみた合成抵抗という意味が分かりません。
> どのように見ればいいのか。
ここが最大のポイントです。
端子abからみた合成抵抗と言うのはaとbの間に電池をつないだと考えなさいという意味です。
そして電圧/電流が端子abから見た合成抵抗と言うことです。
今の問題は、電池から見ると10と10が並列になっていますので答えは5Ωです。

> 内部抵抗が0.02Ωで、最大目盛が1Aの電流計がある。
> 2A,5Aの最大目盛の端子をもつ多重範囲電流計とするとき、分流器の抵抗r1,r2はいくらか。
これは応用問題ですね。
2Aのときは電流計に並列に(r1+r2)が入ります。
5Aのときは(電流計+r2)に並列にr1が入ります。

2Aの時は電流計に1A、(r1+r2)に1A流れればいいのです。
つまり、r1+r2=0.02Ω
次に5Aのときは電流計+r2に1A、r1に4A流れればいいです。
両方の電圧が等しいので(0.02+r2)×1=r1×4
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