大学のレポートで「バイパスコンデンサ」について調べてくるようになっているのですが、専門書を読んでも全然わからないので「バイパスコンデンサ」とはどういうものなのかできるだけ詳しく教えて下さい。お願いします。

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A 回答 (3件)

回路中でグランドレベルに対して抵抗等の素子が使われている場合、実際の抵抗は回路図中にあるような純粋な抵抗ではなく、たぶんにインダクタンス(コイルの性質)を含んでいるので周波数が高くなってくると、表記された抵抗値よりも高い抵抗値を示すようになります。

このような不具合を避けるためコンデンサ(理想のコンデンサでは周波数の増加に比例してインピーダンスが下がる)を並列に接続し抵抗値の上昇を抑える目的で使われます。また、バイパスコンデンサーとは、他の方々の仰っているように素子の名前ではなく使用目的の名前です。バイパスコンデンサという名前の素子があるわけではありません。

要するに高い周波数に対して別の通路(バイパス)を設けるために使用されるコンデンサということです。

本来の意味とは少々異なるかもしれませんが、ディジタルICの電源回路に高周波特性のよいセラミックなどのコンデンサがICの近くに取り付けられているのを、よく見ると思いますが、これなどもパスコン(バイパスコンデンサの略)と呼ばれます。これはディジタルICがそのスイッチング動作に伴い、電源回路などに非常に大きな高周波ノイズを発生するためで、放っておくとこのノイズが電源回路を通り他の回路に悪影響を与えるので、パスコンで高周波ノイズをショートさせてしまう(電源である直流には影響ない)ための、高周波成分だけを通すバイパス(この場合はフィルターと呼ぶほうが適当かも)ということでパスコンと呼ばれます。

最近あまり見ない回路ですが、片電源の増幅器で出力端に現れる直流成分をカットする用途に用いられるカップリングコンデンサ(次の回路に直流成分が印加されて不都合を生じるのを防ぐために用いる)を指してパスコンと呼ぶ場合もあるようです。
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この回答へのお礼

わかりやすい回答ありがとうございました。ある程度バイパスコンデンサの事を理解できるようになりました。しかし、今度は教授にそのセラミックコンデンサと電解コンデンサについて調べてくるように言われましたよ。(笑)そういえば、教授もパスコンって言ってたな~。

お礼日時:2001/11/10 01:51

バイパスコンデンサーは,コンデンサーの使われ方からの呼び方です。


コンデンサーは、高い周波数ほどインピーダンスが低くなります。
この性質を利用して高い周波数成分をバイパスさせるために使用したとき、このように呼びます。
したがって、特別なコンデンサーがあるわけでなく、普通のコンデンサーを使用します。
大学のレポート問題であることからして、バイパスコンデンサーとは、何か?ではなく、バイパスコンデンサーは、どのようなところに使われているか?、その場合のコンデンサーの種類や理由などを調査してまとめる問題のような気がします。
としますと専門書一冊を読んで理解するのではなく、色々な回路の沢山の資料を調べることを要求していると思います。
この場合、バイパスコンデンサーまたはコンデンサーで検索すれば、十分にヒットすると思います。
もし見当違いのアドバイスでしたらお許しください。
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この回答へのお礼

いや全然見当違いではありませんよ~。とりあえず専門書に記載されているいろんな回路を見てみる事にします。アドバイスありがとうございました。

お礼日時:2001/11/10 01:39

コンデンサは、周波数成分を持つ電流を通しますよね。

その性質を利用して、
電圧の変化を送りたくないところの手前に挿入します。

信号線とグランドの間を連絡する(バイパス)ように入れるので、その名があります。

参考URLの図は、雰囲気をつかむには、とっても分かりやすいです。

参考URL:http://www.ic.nec.co.jp/compo/cap/products/chipt …
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。現在、大学でやってる内容と実用的な電気機器の構造とのつながりが全然掴めていなかったので、紹介していただいたURLはすごくためになりました。

お礼日時:2001/11/10 01:34

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Q数学は苦手だけど、物理は得意って人は存在するの?

物理の参考書を見ると難しい数式で書かれてたりするので、数学が出来なくては物理は出来ないような気がします。
そこで疑問に思ったのですが、数学は苦手だけど物理が得意って人はいるのでしょうか?

Aベストアンサー

>数学は苦手だけど、物理は得意って人は存在するの?

世界中に沢山いると思います.かの相対論で有名なアルバート・アインシュタインも数学は苦手でした.相対論を構成して行く過程で数学の優秀な人に数学を教わったそうです.

物理の参考書に難しい数式が並んでいるのは,ほとんどが,後の人の付け加えです.数式は,物理現象を説明したり,再現性を確かめたりするために後から付け足すものです.

物理学は,数式が始めに有るのではなく,物理現象に対して数式を後から当てはめたものです.

数学が苦手でも物理学は出来ます.想像力と創造力とヒラメキがあればいいのです.それから,情熱と・・・.

物理学は,人間の想像からはじまり,観測し,その物理現象に数式を後から当てはめる作業なのです.

ですから,想像力が始めに無ければ,物理学は始まりません.その次に数学があるのです.

Qエミッタ接地増幅回路 トランジスタ バイパスコンデンサ

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A2%97%E5%B9%85%E5%9B%9E%E8%B7%AFのエミッタ接地・電流帰還バイアス回路とその回路のCeに直列に抵抗を接続した回路の動作の違いを教えていただきたいです。

Aベストアンサー

参考資料 [1] にあるようなエミッタ接地増幅回路で、Ce と直列に抵抗を接続すると、下図のように、高い周波数( Ce がないとみなせる周波数 )での利得を制限することができます。

        ┌────┬─ Vcc(電源電圧)
        │      Rc
        R1      ├── Vout
        │      C
    Vin ─┼── B   ← トランジスタ
        │      E
        R2      ├──┐
        │      │   Ce
        ┷      Re  │  
       GND     │   R
               ┷   ┷
      ↑
    利 │              Rc/Re*( 1 + Re/R ) 
    得 │        / ̄ ̄ ̄
      │       /
  Rc/Re|___/ │
      |       fc
      │
      └─────────→
            周波数

 【図1 Ce に直列に抵抗 R を接続したエミッタ接地増幅回路とその利得-周波数特性】

【図1の回路の周波数特性】
図1の回路で、バイアス抵抗の R1 と R2 はトランジスタの入力インピーダンスより十分大きいとして、これらがないものとして無視します。また、参考資料 [1] に書かれている Cin と Cout も十分大きいとして無視します( Cin と Cout は抵抗ゼロとみなします)。すると、この増幅回路を、トランジスタの h パラメータを使って表わせば、図2のようになります( 資料 [2] にあるように、トランジスタの等価回路は簡略化して います)。回路の入力電圧を Vin、出力電圧を Vout とします(そうすると回路の利得は Vout/Vin となります)。

          B    C
    Vin ──┐   ┌────┬── Vout
          │   │      │
         hie   ↓hfe*ib  Rc ↑hfe*ib
       ib↓│   │      │
          └──┤E      ┷
              │← Ve
               ├──┐
( 1 + hfe )*ib - i1 ↓ │   Ce
              Re   │ ↓i1
              │   R
              ┷   ┷

ベース電流を ib とすれば、コレクタ電流は、これに電流増幅率 hfe をかけた hfe*ib になります(等価回路にはその電流値の電流源が示されています)。したがってエミッタ電流は、ベース電流とコレクタ電流の和 ( 1 + hfe )*ib となります。このエミッタ電流のうち、i1 の電流が Ce 側に流れとすれば、Re側に流れる電流は ( 1 + hfe )*ib - i1 となります(それらを足し合わせばエミッタ電流 ( 1 + hfe )*ib になります)。エミッタ電圧を Ve とすれば、ベース電流 ib は
   ib = ( Vin - Ve )/hie --- (1)
で表されます( hie はベース抵抗)。一方、このエミッタ電圧 Ve は、 Re の両端で電圧であり、それと同時に、 Ce と R の両端で電圧に等しいですから、
   Ve = { R + 1/( j*ω*Ce ) }*i1 = { ( 1 + hfe )*ib - i1 }*Re --- (2)
となります。式(2)から、i1 と ib の関係は次のようになります。
   i1 = ( 1 + hfe )*Re*ib/{ Re + R + 1/( j*ω*Ce ) }
これを式 (2) の第2項 に代入すれば
   Ve = { R + 1/( j*ω*Ce ) }*i1 = ( 1 + hfe )*( 1 + j*ω*Ce*r )*Re*ib/{ 1 + j*ω*Ce*( Re + R ) } --- (3)
となりますから、この式 (3) を式 (1) に代入して、ib の式に書き直せば
   ib = Vin/[ hie + ( 1 + hfe )*( 1 + j*ω*Ce*R )/{ 1 + j*ω*Ce*( Re + R ) } ]
という式になります。したがって、出力電圧 Vout は
   Vout = -hfe*ib*Rc = -Rc*Vin/ [ hie/hfe + ( 1+ 1/hfe )*( 1 + j*ω*Ce*R )/{ 1 + j*ω*Ce*( Re + R ) }
ですから、回路全体の利得 Vout/Vin は
   Vout/Vin = -Rc*{ 1 + j*ω*Ce*( Re + R ) }/[ hie/hfe*{ 1 + j*ω*Ce*( Re + R ) } + ( 1 + 1/hfe )*( 1 + j*ω*Ce*R )*Re ] --- (4)
で表されます(マイナスがついていつのは、出力と入力の位相が反転するため)。

【低周波利得】
直流を含めた低周波での利得は、式 (4) で ω = 0 とした場合で
   Vout/Vin = -Rc/{ hie/hfe + ( 1 + 1/hfe )*Re }
となります。hfe(エミッタ接地での電流増幅率)が十分大きければ、hie/hfe = 0 1/hfe =0 とみなせますから
   Vout/Vin = -Rc/Re
となります。これが図1での低周波利得です。Ce に直列に抵抗 R を入れないときの利得は、hfe が十分大きければ、この値になります(トランジスタ回路のテキストに出ているエミッタ接地回路の利得はこれです)。

【高周波利得】
1/{ j*ω*Ce*( Re + R ) } がゼロとみなせるような高い周波数( f >> fc = 1/{ 2*π*Ce*( Re + R ) } ) では、式 (4) は
   Vout/Vin = -Rc/{ hie/hfe + ( 1 + 1/hfe )*Re*R/( Re + R ) } --- (5)
となります。hfeが十分大きければ、hie/hfe = 0 1/hfe =0 とみなせますから
   Vout/Vin = -Rc/{ Re*R/( Re + R ) } = -Rc/Re*( 1 + Re/R ) --- (6)
となります。これが図1で、fc << f のときの利得です。 1 + Re/R > 1 ですから、この周波数帯域での利得は、低周波帯域より 1 + Re/R 倍大きくなります。R がゼロのとき、式 (6) の利得は無限大になってしまいますが、式 (6) は hfe = ∞ とした場合なので、現実にはそうなりません。hfe = ∞ としていない式 (5) で R = 0 とすれば、
   Vout/Vin = -hfe*Rc/hie
ですので、hfe が有限(通常100程度)なら、利得 Vout/Vin も有限になります。

【参考資料】
[1] エミッタ接地増幅回路 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%94%BB%E5%83%8F:Common_emitter.png
[2] エミッタ接地トランジスタの簡略化した等価回路( ppt ファイル 9ページ ) http://home.sato-gallery.com/education/Electronics2003/EL031219OHP.ppt

参考資料 [1] にあるようなエミッタ接地増幅回路で、Ce と直列に抵抗を接続すると、下図のように、高い周波数( Ce がないとみなせる周波数 )での利得を制限することができます。

        ┌────┬─ Vcc(電源電圧)
        │      Rc
        R1      ├── Vout
        │      C
    Vin ─┼── B   ← トランジスタ
        │      E
        R2      ├──┐
        │      │   Ce
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Q物理を理解するのに日本語は英語より不向ですか?(物理、英語が堪能な人に

物理を理解するのに日本語は英語より不向ですか?(物理、英語が堪能な人に質問です。)
昔、物理の授業中先生に、例として「直線上の一点」という表現、英語なら「above、on」の区別があるが日本語は「上」しかない。物理は日本語より英語の方が理解しやすいと言われました。その時は、なるほどと思ったのですが実際はどうなんでしょうか。

Aベストアンサー

私は30年前にアメリカに渡って今まで物理の研究を生業にして飯を食って来た者です。

日本人ならば日本語に決まっています。ただし、今の世の中、英語でスラスラ読み書き出来ないと物理の専門家になるのは無理でしょう。貴方の昔の先生は何処の国から来た方か存じませんが、日本人なら「直線より上の一点」はaboveに、「直線上の一点」はonにそれぞれ対応していることぐらい誰にでも判ることですね。このように、「より」の一言があるかないかで、何の曖昧さもなしに区別が出来ます。

また、日本人が学問をするのにカタカナはいただけません。外国語を一旦漢字に直すと、その意味は、何となくでも良いという段階も含めるならば、誰にでも判るようになります。例えばエレクトロンじゃあ、その言葉はうちの婆さんには何のことだか見当がつかないが、電子なら多分それが電気に関係がある言葉であることぐらいは判ると言っていました。また、マニフェストじゃ判らんが、公約だったら判るとも言っていました。このように、漢字には表音語にはない意味の透明性があり、その結果、その言葉で意味される概念を専門家達が独占してしまうことを妨げる、大変民主的な利点があるのです。ですから、日本の専門家には外国語で表現されている概念を出来るだけ透明な漢字に直して、知的貴族の出現を許さない民主的な文化を作り上げる義務があるのです。しかし、どうも近年の専門家達はこの義務を履行していないようです。もちろん、訳語には拙劣な訳と透明な訳がありますが、それこそ、どう言う訳をするかで、その専門家の能力が試されているわけです。

また、カタカナ語は完全に元の発音と違っておりますので、それは外国語ではなく立派な日本語であると考えるべきです。カリフォルニア、マクドナルド、ボストン、オースティン、、、どれもこれもそのままでは元の外国人には通じません。私の経験でも、ソリトンとかパーターベーションとか電算機のバグという物理で頻繁につかう専門言葉をアメリカ人の前でカタカナのままに発音して全然通じなかったことを経験しております。ということは、カタカナで書かれた専門用語は、漢字と同じレベルの翻訳語と言うことになります。ところが、これは漢字で書かれていない翻訳語なので、漢字で書かれていない分だけ、その文字をいくら眺めても何を意味するか何の印象も湧いて来ない不透明で拙劣な訳語とみなすべきです。

そのことに関連して、蛇足ですが、哲学者はどうしてそんなにも言葉に対する感覚がないのかと、何時も感心させられております。もう一晩寝れば誰にでもその意味の見当が付くような、もっと透明な命名が出来るはずなのに、当為、定言的命法、仮言的命法、格率、措定、投企、所与、実存、形而上学、止揚、徴表、帰納、演繹、、、あるはあるは。漢字を見ていても何の印象も湧いて来ない。哲学って、そんなに素人に判ってもらっちゃ困る学問なんですかね。そもそも「哲学」と言う漢字を見せられて、それを初めて見た人は何をやる学問であるのか全く見当がつかない。西周とか言う人の造語だそうですが、良くもまあこんなに意味の不透明な造語を作ったものだと感心しております。多分、哲学をやる人間は、どうせ素人を煙に巻くことが生き甲斐で生きている連中だからという理由で、深慮遠謀のある命名法だったのでしょうかね。事実、その後の日本の哲学者達の言葉の命名法は、この西周さんの予想通りになって来たようですから。物理だけは、こんな拙劣な漢字文字やカタカナ文字などの手抜きをした意味不透明な訳語にしないで、誰にでも見ただけで何となくでも良いから見当がつく漢字を使って頂きたいですね。

序でですが、日本語がどれだけ物理を表現するのに適した言葉であるのかの具体的な例として、朝永振一郎の『量子力学』を挙げておきます。昔、この本について私の先生曰く「この本は危険な本である。量子力学は誰にでも出来るような物ではない。ところが、この本を読むと、量子力学が簡単に判ってしまった気になってしまうので、私も物理学者になろうと言う気を起こさせてしまう。それで、日本のどれだけの若者が進むべき道を誤ったことか。」勿論これは冗談ですが、こと程左様に、この本は、日本語が物理学を記述するのにどの国の言葉にも劣っていないことを示す具体的です。したがって、ある物理の本を日本語で読んで良く判らなかったら、それは日本語のせいではなく、その著者の物理の理解の程度の低さのせいであると考えるべきでしょう。

私は30年前にアメリカに渡って今まで物理の研究を生業にして飯を食って来た者です。

日本人ならば日本語に決まっています。ただし、今の世の中、英語でスラスラ読み書き出来ないと物理の専門家になるのは無理でしょう。貴方の昔の先生は何処の国から来た方か存じませんが、日本人なら「直線より上の一点」はaboveに、「直線上の一点」はonにそれぞれ対応していることぐらい誰にでも判ることですね。このように、「より」の一言があるかないかで、何の曖昧さもなしに区別が出来ます。

また、日本人が学問をする...続きを読む

Qトランジスタのバイパスコンデンサの動作原理を教えてください

初学者です。よろしくお願いします。
エミッタ接地のバイアス回路のエミッタ側の
抵抗とコンデンサがパラレルに接続されてます。

本には単に直流成分と交流成分の分離とあります。
コンデンサは交流では抵抗ゼロに近いので抵抗を
通過せず、コンデンサ側を通過。
直流はコンデンサでは抵抗が∞なので通過せず
抵抗側を通過。
この本の説明はわかるのですが、

直流成分と交流成分が一度混ざった電流が
どうしてこのように分離されるのか物理的メカニズムを
教えてください。

また、コンデンサがパラレルに接続ということは
接地側でまた抵抗とコンデンサの回路が共通部として
接続してます。再度交直信号が混ざってしまいそうなのですが
混ざらない理由を教えてください。

Aベストアンサー

>接地側でまた抵抗とコンデンサの回路が共通部として
接続してます。再度交直信号が混ざってしまいそうなのですが
混ざらない理由を教えてください。

 接地側(アース、グランド等とも言う)が基準になります。
 ここを0Vとします。だから、混ざってもかまわない。
 但し、アース間でも周波数が高かったり、電流が大きいとアース間で電位差が出る場合があり、実践では注意が必要になります。

>直流成分と交流成分が一度混ざった電流が
どうしてこのように分離されるのか物理的メカニズムを
教えてください。

 AC成分がない場合、エミッタ抵抗に流れる電流をIoとすると、
エミッタ電圧はVo=IoXReになります。
 この時、ベース電圧がAC入力により振れ、電圧が上昇すればそれに応じてベース電流が増加しエミッタ電流が増加します。コンデンサがないときトランジスタのエミッタ電圧が上昇します。それにより、V(BE)間電圧が元に戻りエミッタ電圧は、ベース電圧の上昇分だけ上昇します。これが、入力に対して増幅器に負帰還がかかっている状態になり、信号を増幅できません。
 そのエミッタ電圧の上昇を抑え、AC的に見たときにエミッタとアース間をショート(接地)の状態にするのが、バイパスコンデンサの役目です。
 で、本題に入ります。
 この上記エミッタ電圧が上昇したときは、コンデンサ電圧より高くなりますから、コンデンサに電流が流れ込んで(充電:コレクタ側の負荷との時定数で)上昇を抑えます。また逆に電圧が下がろうとすると、今度は電流を放出(放電:エミッタ抵抗との時定数で)して、電圧の低下を抑えます。
 このように交流的にはエミッタ電圧は変動しませんので、先ほどの負帰還はかかりません。
  

>接地側でまた抵抗とコンデンサの回路が共通部として
接続してます。再度交直信号が混ざってしまいそうなのですが
混ざらない理由を教えてください。

 接地側(アース、グランド等とも言う)が基準になります。
 ここを0Vとします。だから、混ざってもかまわない。
 但し、アース間でも周波数が高かったり、電流が大きいとアース間で電位差が出る場合があり、実践では注意が必要になります。

>直流成分と交流成分が一度混ざった電流が
どうしてこのように分離されるのか物理的メカニズムを
教...続きを読む

Q大学受験での物理で、微積を使わないでもいけますか? どういう人が微積物理をやるのでしょうか? 志望学

大学受験での物理で、微積を使わないでもいけますか?
どういう人が微積物理をやるのでしょうか?

志望学部は工学部です。
物理は今のところ参考書で独学で頑張りたいと思っています。

一応数Ⅲをやっているのでそこまで微積が苦手な訳ではないのですが。。。

Aベストアンサー

No. 2 の方の言うとおり、高校の物理では、微積を使わなくてもできることになっていると思いますが、使わないと、いちいちいろんなことを考えて式を立てりしなければなりません。それよりは、微積を使って考える方が簡単だと思います。

今、自分で微積を勉強しているようですから、物理も一緒にやってみれば、微積の意味、必要性などもよく分かって来るかもしれません。

Qコンデンサについての問題で質問です 充電されたコンデンサを並列に接続し片方のコンデンサの極板間を広げ

コンデンサについての問題で質問です

充電されたコンデンサを並列に接続し片方のコンデンサの極板間を広げていくともう片方のコンデンサの空げきに絶縁破壊が起きるようです。
https://youtu.be/Piu8-FC8kd0
参照はこの問題です。

なぜ片方のコンデンサの極板間を広げていくともう片方のコンデンサの空げきに絶縁破壊が起きるのでしょうか。

さらにこの問題の(b)の解答(aは分かります)は空気の絶縁破壊電圧30KVにならないのはなぜなのでしょうか。

Aベストアンサー

>コンデンサは大きさの違う極板同士の場合、
>向かい合わせになっている面積のみが
>コンデンサになるのではないでしょうか。
>(向かい合わせになっていない部分は電界が発生しないので)

そんな単純にはいかないのです。
電気力線は実際は図のようになります。

Q高校物理を履修していない人でもできる電磁気の勉強法

理系の学部に通っている大学1年の者です。

10月から電磁気の授業が始まるので、それに備えて今から少し予習しておきたいと思うのですが、どのように勉強すればいいでしょうか。

大学の授業では高校で物理を履修した人と履修していない人で授業が分かれており、私は物理を履修していないので当然履修していない人用の授業を受けるのですが、ついていけるか心配です。

1学期に力学(これも電磁気と同様に物理を履修しているか否かで授業が分かれます)の授業があったのですが全然ついていけませんでした。
(物理を履修していない人用の授業とはいえ、7月には物理履修者用の授業と同レベルのことをやっていたので)


シラバスには
(1)自然界の基本的力と電磁場、ローレンツ力、電荷の保存
(2)静電場
(3)定常電流
(4)定常電流による磁場
(5)時間的に変動する電磁場
(6)変位電流とマクスウェル方程式
などと書いてあります。

とりあえず高校の物理の教科書を読むところから始めようと思っているのですが、他におすすめの勉強方法や参考書がありましたら教えてください。お願いします。

理系の学部に通っている大学1年の者です。

10月から電磁気の授業が始まるので、それに備えて今から少し予習しておきたいと思うのですが、どのように勉強すればいいでしょうか。

大学の授業では高校で物理を履修した人と履修していない人で授業が分かれており、私は物理を履修していないので当然履修していない人用の授業を受けるのですが、ついていけるか心配です。

1学期に力学(これも電磁気と同様に物理を履修しているか否かで授業が分かれます)の授業があったのですが全然ついていけませんでし...続きを読む

Aベストアンサー

岩波書店出版の物理入門コース電磁気学Iをおすすめします。
電磁気学では力学の知識も必要ですが、F=maをある程度使いこなせるなら問題ありません。
講義名は「電磁気学」ですが、最初にやることは恐らく数学です。
具体的には、スカラー積、ベクトル積、ダイバージェンス、グラディエント、ガウス定理などを学ぶはずです。
上記の数学の知識は、電磁気学に於いて必要不可欠なものであり、誰もが苦戦する代物です。
高校の物理の教科書から始めるのも良いですが、落ちこぼれることを防ぐためにも、これらの基礎知識を固めるべきかと思います。
因みに、物理入門コースの電磁気学と演習は、初心者の立場で考えると非常な名著であると言えると思います。
大学の図書館にもあるはずですよ。

Qオームの法則に出てくる【コイル】【コンデンサ】とは何でしょうか?

オームの法則に出てくる【コイル】【コンデンサ】はなんでしょうか?

1)電流と電圧が変化するのは分かりますが、何の為に電流と電圧に変化を与えるのかが分かりません。

2)【コイル】【コンデンサ】が用いられるのは、交流のみに用いられ直流には用いられない物なのでしょうか?

はじめたばかりなので、分からない事だらけなのですがイメージと覚えて置きたいと思っています。詳しい説明よりも素人に分かる様な説明を希望しております。宜しくお願い致します。 

Aベストアンサー

#2です。
A#2の補足質問の回答
1)電流が【プラス】時にコンデンサに電気を蓄え【マイナス】の時に電流を放出しているのでしょうか(蓄電と放電を周波数に併せて繰り返す)?

電流の元はマイナスの電荷をもつ電子の流れで
電流はマクロ的視野からとらえた概念です。
つまりプラスの電荷(=電子の不足状態、正孔など)を想定し、それに対し電子の過剰状態をマイナスの電荷と考える概念です。
このプラスの電荷の流れの方向を電流の向き、
そして電荷が移動する導体の断面を毎秒どれだけの
プラスの電荷(単位はクーロン)が通過するかを表すのが
電流の大きさ(定義)なのです。
単位的には「クーロン/秒=アンペア」([C]/[s]=[A})ですね。
実際は、プラスの電荷でなくマイナスの電子が電流の向きと逆方向に流れているわけです。

コンデンサーには、電荷をため、その電荷を放出することで、電気エネルギーを一時的に貯める目的の容量の大きなコンデンサー
(交流整流回路の平滑回路(半波整流または全波整流電圧によりプラスの電荷をコンデンサーに貯める回路、貯まった電荷は直流電源として負荷に供給され放電されますが減少した電荷はまたは整流回路からプラスに充電されます。)に使われる電解コンデンサーやトランジスター回路のバイアス回路の直流分を貯めて直流電圧を維持する電解コンデンサ。これらはプラスとマイナスの端子があって逆の電圧には電荷が貯められません。)
や容量の小さな可聴周波数領域や高周波領域の高い周波数の交流で使われる各種コンデンサー
(「周波数と容量の積の2π倍」の逆数が交流では抵抗のような効果(インピーダンス)を持ちます。従って、周波数が高い用途ではコンデンサの容量はおのずと小さくなりますので、使われる周波数により、大小さまざまな容量のコンデンサーが作られています。一部のコンデンサを除き、無極性で端子に正負の極性のないコンデンサが殆どです。)
があります。
基本的には、電荷をため、その電荷は利用する事で放出されますので、また電荷を補充して電荷を貯めるといった使われ方をします。
質問の考え方が少し違うような気がします。(考えて見えることは分かりますが…)。コンデンサ(容量C)は加えられた電位差Vにに対応して電荷Qまで充電(電荷が貯められる)されます。Q=C*V。この関係式に従っただけの電荷が蓄えられます。電荷が負荷に流れ出せばこの式にあうように電荷が補充され貯められます。Vが増減すればそれによって貯められた電荷の量が式に従って変化します。無極性のコンデンサでは、Vがマイナスに変化すると電荷もマイナスに変化します(これが放電です。電荷の放出です)。
この時回路の配線の導体の切断面あたり毎秒通過する電荷の量と向きにとって電流が流れます。正の電流、負の電流は概念的なもので、配線の銅線に正の方向、負の方向を決めることで、正の電流、負の電流の概念が生じます。電流そのものは同じで、配線導体の中での電荷の移動方向が変わるだけで、その方向を電流の正負で区別しているに過ぎません。もともと電流は、回路に流れるのはマイナスの電荷をもつ電子の移動に起因し、その電子の移動は、回路中に作り出される電位差V(電源、起電力や信号源や回路の接続の切り替えなどにより生ずる)によって起こります。
> (蓄電と放電を周波数に併せて繰り返す)?
コンデンサの両端の電位差V=Q/Cが周波数に依存して変化すれば、周波数にあわせて電荷が流入したり、電荷が流出したりします。これが質問者さんのいう 蓄電と放電です。蓄電より充電(放電に対する用語)が使われます。

> 何の為に位相を90°ずらす必用(×必要)があるのでしょうか?
> また、ずらした事によりどの様な効果が期待できるのでしょうか?
単相交流モーターでは、位相を90°ずらすコンデンサーとつけることで回転磁界を作りモーターを回転させます。コンデンサーを使わなければ単相交流モーターは回転できません。

多くのモーター(コイルが使われている)や回転機器を使う工場では、給電電圧に対して、電流の位相が-90°の方向に遅れてしまいます。
皮相電力=(電圧の実効値)x(電流の実効値)が大きくなるわりに
消費電力=(電圧の実効値)x(電流の実効値)x(力率cosθ)が小さくなります。位相差が大きくなる(90°に近くなる)ほどcosθの値がゼロに近づきます。電力会社から供給されるのは皮相電力ですから、工場がcosθ≒0で電力を利用されたら電力会社は電力料金を消費電力では徴収できなくなります。送電線で消費される電力ロスは(電流の実効値)の二乗に比例しますので、料金の取れない送電線で消費される電力だけが多くなります。それで電力会社は、大電力を使う工場に対して、力率が小さい工場ほど電力料金をより大幅な割り増しの電力料金設定をします。そこで工場は電流の位相が-90°方向に遅れるのを減少させるために、電流の位相を+90°の方向にずらす効果(位相を遅らせる効果)のある進相用の位相補償コンデンサーを使って力率を1(位相角0°)の方向に改善することで力率を1に近づけ電力料金を減らすようにしています。これにより送電線に流れる電流も減少し、送電ロスも減少します。

>単純に正反対の性質(位相をずらす意味で)と捉えても構わないのでしょうか?
使われる回路によって働きが異なります。一般的には、コンデンサーとコイルでは位相が逆方向になります。

#2です。
A#2の補足質問の回答
1)電流が【プラス】時にコンデンサに電気を蓄え【マイナス】の時に電流を放出しているのでしょうか(蓄電と放電を周波数に併せて繰り返す)?

電流の元はマイナスの電荷をもつ電子の流れで
電流はマクロ的視野からとらえた概念です。
つまりプラスの電荷(=電子の不足状態、正孔など)を想定し、それに対し電子の過剰状態をマイナスの電荷と考える概念です。
このプラスの電荷の流れの方向を電流の向き、
そして電荷が移動する導体の断面を毎秒どれだけの
プラスの電荷...続きを読む

Q理系の人へ 物理と生物を選ぶとき生物は受験校があんまりないと言いますが物理を選んだら生物系の大学へ行

理系の人へ
物理と生物を選ぶとき生物は受験校があんまりないと言いますが物理を選んだら生物系の大学へ行くことはできるんですか?
国公立大学の場合

Aベストアンサー

受験できるか出来ないか、ということで言うと、大学によっては、少なくともセンター試験の段階では可能なケースはあり得るでしょう。センターの段階では、選択科目はやや拡げておく場合もありますから。
 一方、各大学の個別試験の段階では、その大学・学部・学科で入学後に必要となる科目を課すのが普通ですから、生物系の大学・学部・学科では、入試科目として生物が必須になっている可能性は高いと思います。ただし、生物系の学科なら、理科を、生物・物理・化学から選択、としている可能性もあります。
 ですから、大学による、としか言いようがありません。

 もっとも、受験の制度上は、高校の時に生物を履修していなくても、生物系の学部・学科の志願(=受験)自体は可能です。合格するかどうかは別問題ですが。

 それよりも・・・
 理系では、学部・学科(専攻)によって内容が全く異なります。そのため、入学後、主に必要となる理系科目も、物理系・化学系・生物系の学科で異なりますし、同じ物理系学科でも、土木建築系・機械系・電気電子情報系で違います。
 理系を志望する場合、その志望の分野(≒学科・専攻)によって、選択する科目はほぼ自動的に決まってしまいます。つまり、本来なら、ご質問のようなことは、あり得ない、ということになります。

受験できるか出来ないか、ということで言うと、大学によっては、少なくともセンター試験の段階では可能なケースはあり得るでしょう。センターの段階では、選択科目はやや拡げておく場合もありますから。
 一方、各大学の個別試験の段階では、その大学・学部・学科で入学後に必要となる科目を課すのが普通ですから、生物系の大学・学部・学科では、入試科目として生物が必須になっている可能性は高いと思います。ただし、生物系の学科なら、理科を、生物・物理・化学から選択、としている可能性もあります。
 で...続きを読む

Qトランジスタについて、なぜ高周波等価回路ではコンデンサが出てくるんでし

トランジスタについて、なぜ高周波等価回路ではコンデンサが出てくるんでしょうか?
また、なぜ高周波だと整流作用がなくなるんでしょうか?

Aベストアンサー

ANo.2 です。
>高周波になることで、抵抗が小さくなり電流が流れやすくなるから無視できないということでしょうか?
と言うよりも、
コンデンサ分が無視出来ないのは、ローパスフィルタ(LPF)効果により信号が減衰してしまうのです。
LPFやカットオフ周波数などで検索してみてください。
入門の段階では、何でも疑問を持ちますが少し難しい内容の場合には概念で理解しておき、高等数学の理解度レベルが向上してから再度理解し直す機会もありますので承知して置いてください。

>お礼のところにすいません。
いえいえ、適当な解りやすい図解のサイトがないので、困っていました。
複雑な複素数の数式が並ぶので引用を避けたのです。


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