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コンデンサを複数直列に接続して電圧をかけた時、1個のコンデンサの両端電圧がV=Q/Cになるのは分かるのですが、実験してみた所、電源電圧を入れると、1個のコンデンサの両端電圧はすぐに上昇し、最大値を示した後段々下がりました。
これはコンデンサの充放電と何か関係があるのでしょうか?

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A 回答 (3件)

no2です。


>コンデンサの容量はすべて違います。
ということから、前回のa.が正解です。
また、コンデンサの個数ですがまずは、2個のコンデンサで実験して、
その後、数を増やして考えるのが、簡単です。

少しだけ補足しておきます。

 理想電源(内部抵抗零)と理想コンデンサの組み合わせにおいては
質問者さんの言われているようなことは起こりません。
(無限大の電流が流れて全てのコンデンサが瞬間的に充電されます。)

 現実の世界ではそのようなことはあり得ず、どのような電源にも
内部抵抗があり、これによりコンデンサへの瞬間的な充電は不可能です。
コンデンサの充電時間は、電源及び回路の内部抵抗Rと容量Cにより
t=C・R(これを時定数といい単位は秒)で定まります。

 この式から、1μFのコンデンサへの充電時間が1msの電源回路で
1000μFのコンデンサを充電する場合は、1秒かかることになります。
正確には、コンデンサの過渡現象と微分方程式のラプラス変換を勉強
しないと解らない事なのですが、簡易的にはこのようになります。

例えば上記の1μF、1000μFを直列に接続して放電状態にした後、
同じ電源に接続すると、
 1ms後:1μFは充電が完了して両端には、999/1000の電圧がかかる
      1000μFは1/1000の充電しかできておらず1/1000の電圧に
      なっている。

 1秒後 :1000μFは充電が完了し999/1000の電圧がかかり
      1μFは1/1000の電圧になる。(分圧であり放電ではない)

という状態になります。
この現象は容量差が大きいほど顕著に表れ、複数のコンデンサの場合は
両端電圧はその容量の小さい順に最初にが高く、時間につれて下がります。
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この回答へのお礼

なるほど!良く理解できました。
とても詳しい説明、本当にありがとうございました。

お礼日時:2005/11/20 15:14

少し説明が不足しているように思います。


1.コンデンサの容量は全て同じですか、また容量値は?
2.>1個のコンデンサの両端電圧はすぐに上昇し、最大値を示した後
   段々下がりました。
  どの程度の内部抵抗の電圧計で電圧を測ったのでしょうか?
  他のコンデンサとの時間的な差はどの程度なのでしょうか?

以上のことが判ればもう少し、わかりやすい説明ができるのですが、
想定できる範囲で下記いたします。

 a.容量の異なるコンデンサの場合、当たり前の話で最小容量の
   コンデンサで言われているような現象になります。
   細かい説明は省きますが、過渡現象においてそのような結果になります。

 b.全てが同じ容量の場合、他と挙動の異なるコンデンサは容量抜け
   しています。(結果はa.と同じになる。)

この回答への補足

回答ありがとうございます。
説明の補足をさせていただきますね。
複数のコンデンサの容量はすべて違います。
内部抵抗等は記載がなく不明なのですが、『1個のコンデンサの両端電圧』というのはそのうちの1個ではなく、夫々1個1個の両端電圧、という意味です。
直列でつないだコンデンサ全てにおいて、個々の両端電圧を測定した時に同様の現象が起きました。

>最小容量のコンデンサで言われているような現象
のくだりがよく理解出来ないのですが、もう少し説明お願い出来ませんか・・?

過渡現象はコンデンサのみでも起こるものなのでしょうか・・。
コンデンサの充電現象によって下がるのかと最初考えたのですが、それだと最初に瞬時で上昇するのが理解できずに質問しました。

宜しくお願いします。

補足日時:2005/11/20 01:23
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こんにちは。

おおいにありますよ。

理想的なコンデンサなら最初からそうなりますが、実在するコンデンサでは、漏れ電流があったり、内部抵抗があったり、放電予効という一気に電流が流れない現象などがあったりします。
これらのばらつきで分担電圧が一時的に変わってしまいますので、直列接続でも、コンデンサの耐電圧は、その回路の電源電圧から決めます。

この回答への補足

早々の回答、ありがとうございます。
ですが、耐電圧が知りたいのではなく、何故両端電圧はすぐに現象を示すか、が知りたいのです。
内部抵抗等は多分両端電圧の計測値が実際よりも小さい原因にあたると思うので・・・多分違うのではないかと考えるのですが、当方の理解不足でしたらもう少し詳しい説明をお願いできませんか・・?

補足日時:2005/11/19 22:20
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Qコンデンサの両端にかかる電圧

回答がこうなることが分からないのですが誰か助けてください>-<
また、参考になるサイト、公式等も教えて頂けると助かります。

___[R]___A B__
| | |
| [C1] |
[V] | [L]
| [C2] |
| | |
~~~~~~~~~~~~~~~
R=100Ω, C1=2μF , C2=3μF, L=3mH

1) スイッチをA 側に閉じて、充分に時間が経過した後のコンデンサC1 の両端にかかる電圧を求めよ。
(C2/(C1+C2))*10=6V

2) スイッチをA 側に閉じて、充分に時間が経過するとコンデンサC 1 とC2 に同等量の電荷が蓄積され
る。その電荷量を求めよ。
C1(C2/(C1+C2))*10=1.2*10^-5C

Aベストアンサー

問題の回路は次のようなものでしょうか?
 ---R-----A B-----
 |   |     |
 |   C1    |
 V   |     L
 |   C2    |
 |   |     |
 ----------ーーーー---
[V]=10Vの直流電圧

直流の場合コイルLの抵抗は0ですね。また、ABが閉じて充分時間が経過した場合、コンデンサは充電され、回路には電流が流れなくなります。このような状態の場合、抵抗Rに電流が流れないのでR両端での電圧降下はありません。つまり回路素子としての抵抗Rは無視できることになります。結局RもLも無視できることになって、問題の回路は次の回路に焼きなおすことができます。

--C1--C2--
|          |
|←V1→←V2→|
|          |
----V-----

C1,C2ぞれぞれの両端の電圧をV1、V2とします。またコンデンサに溜まる電荷はQとなるので
V1=Q/C1、V2=Q/C2  (1)
また
V=V1+V2  (2)
(2)に(1)を代入するとしてQを求めると
Q={C1・C2/(C1+C2)}*V  (3)
もれは問題2も答えですね。
(3)を(1)に代入してV1を求めると
V1=C2/(C1+C2)*V
これは問題1の答えとなります。(←順番が逆になった(笑い))。
少し説明が不足しているかもしれませんが、その辺は下記URLで補ってください。

参考URL:http://www.asahi-net.or.jp/~JK2M-MRT/kiso_cyokuryu.htm

問題の回路は次のようなものでしょうか?
 ---R-----A B-----
 |   |     |
 |   C1    |
 V   |     L
 |   C2    |
 |   |     |
 ----------ーーーー---
[V]=10Vの直流電圧

直流の場合コイルLの抵抗は0ですね。また、ABが閉じて充分時間が経過した場合、コンデンサは充電され、回路には電流が流れなくなります。このような状態の場合、抵抗Rに電流が流れないのでR両端での電圧降下はありません。つまり回路素子としての...続きを読む

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教えてください。
http://denken3.biz/denkenmuryou.pdf
この資料の20ページ目の例題についてですが、21ページ目の解説で、
C23に加わる電圧の求め方 
直列に接続したコンデンサにそれぞれかかる電圧は、
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Aベストアンサー

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ここでQ=Q23とおけば
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QRC直列回路,RL直列回路

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 同様に,交流電圧源(電圧E〔V〕,周波数f〔Hz〕)に抵抗器(R〔Ω〕)とコイル(L〔H〕)を直列に接続したRL直列回路において,抵抗器の両端の電圧|VR|と,コイルの両端の電圧|VL|を求める論理式はどのようになりますか。

Aベストアンサー

RC回路の電流Iは
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Vc=E/{(R^2+1/ωC^2)^0.5・ωC} 

RL回路は同様に
I=E/(R^2+XL^2)^0.5
Vr=E・R/(R^2+XL^2)
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(英語)
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(日本語)
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MS-IMEはデルで変換します。JIS文字コードでの名前は「デル、ラウンドディー」です。

そこで、次のようなことを教えてください。
(1)分野ごと(数学、物理学、経済学、工学など)の読み方の違い
(2)上記のうち、こんな読み方をするとバカにされる、あるいはキザと思われる読み方
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Aベストアンサー

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(1)
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(3)
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(4)
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*すいません。質問の順番入れ替えました。オチなんで。

では(∂∂)/

Q計算値と理論値の誤差について

交流回路の実験をする前に、ある回路のインピーダンスZ(理論値)を計算で求めたあと、実験をしたあとの測定値を利用して、同じ所のインピーダンスZ(計算値)を求めると理論値と計算値の間で誤差が生じました。
そこでふと思ったのですが、なぜ理論値と計算値の間で誤差が生じるのでしょうか?また、その誤差を無くすことはできるのでしょうか? できるのなら、その方法を教えてください。
あと、その誤差が原因で何か困る事はあるのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

LCRのカタログ値に内部損失や許容誤差がありますが、この誤差は
1.Rの抵抗値は±5%、±10%、±20% があり、高精度は±1%、±2%もあります。
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また、周囲温度やLCRの素子自身で発生する自己発熱で特性が変化します。
測定器や測定系にも誤差が発生する要因もあります。
理論値に対する測定値が±5%程度発生するのは常で、実際に問題にならないように、
LCRの配分を工夫すると誤差やバラツキを少なく出来ます。
 


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