今実験で発振回路を作っているのですが、先生に浮遊容量に注意しなさいといわれました。
浮遊容量って何ですかと聞かれた時に何と答えたらよいのかわからないので、どうか浮遊容量について教えてください。お願いします。

A 回答 (1件)

浮遊容量は、回路図に書いてないコンデンサーですね。


現実に電子回路を作ると接近した配線や部品と部品の間または絶縁物を介して静電容量が出来てしまうことです。
これは、当然電子回路の動作に影響します。
発振回路ですから、コンデンサーの容量は、発振周波数に関係する重要な要素であることは分りますね。
発信回路でない増幅器などでも、これが原因で発振したりすることもあります。
扱う周波数が高いほど小さな静電容量でも影響が出やすくなります。
回路の配線は短く、出来るだけ最短距離で、それから、入力と出力は、接近させないようにします。
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この回答へのお礼

こんなに早く回答してもらい、本当にありがとうございます。
これで何とかなりそうです。

お礼日時:2002/02/27 18:13

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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。
2.Cの容量誤差は±20% 、+50%・ー20% などがあり
3.Lもインダクタンス誤差は±20%で、
3.C・Rは理想的なC・Rでは無く、CにL分、Lに抵抗分の損失に繋がる成分があります。
これらの損失に繋がる成分は、試験周波数が高くなると、周波数依存で増大します。
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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。
 

Q静電容量って何ですか?

各電線メーカーの電線便覧等にKm当たりの静電容量が記載されておりますが、静電容量とはどういう原理で存在するのでしょうか?
ケーブルの静電容量は、ケーブルが長くほど、太いほど多いとされていますが、どうしてなのでしょうか?

Aベストアンサー

>>5で回答した者です。
>>2補足欄については>>7の方が触れていますが、そもそもケーブルにはシースアース(接地のシールド層)がある
ため、懸架位置は影響しません。導体とシースアースの位置関係、絶縁体の特性によってKm当たりの静電容量を
掲載されているということです。
裸線であれば、絶縁体である空気がコンデンサの誘電体にあたりますから、懸架位置によって静電容量が変動します。
そのため電線メーカーの電線便覧にはKm当たりの静電容量は掲載されていないと思います。

電極間の距離(絶縁体=誘電体の厚さ)を>>5の例で考えれば、「水槽の深さ」が妥当かと思います。
 ・厚さ(深さ)を薄くすると容量(体積)が減る
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   ※この場合の水槽は上面開放でなく密閉構造で想像していただいた方が分かり易いです。

Q周波数特性の利得の低下について

トランジスタの周波数特性についてお尋ねしたいことがあります。

周波数特性は台形のような形をしているのですが、低域周波数帯と高域周波数帯で利得が低下する原因が分かりません。
初心者でも分かるように簡単に説明してくれませんか?。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

トランジスタの増幅回路で入力や出力の結合部分にコンデンサを使うことが一般的ですがこれが原因で増幅度が小さくなる事は有ります。

つまり
信号源→コンデンサ→増幅回路入り口
と言う場合コンデンサのリアクタンスは1/ωCで計算されますがここでω=2Πfですから周波数fが下がればリアクタンスが大きくなって結合が弱まりますね。また補正のためにエミッタアース間にもコンデンサを入れる事が多いですがこれは周波数が低くなると負帰還が多くなり増幅度は下がります。

逆に周波数が非常に高くなるとベース、エミッタ、コレクタ、各電極の配線などの浮遊容量などによって増幅度を下げる方向に作用します。
殊更高くなると半導体内部の電荷の移動時間すら問題になります。

Qケーブルの浮遊容量について

ご質問させていただきます。

ある文献に、同軸ケーブルは雑音に強いが浮遊容量が大きく、
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インピーダンスは低下し線路は通りやすくなりますよね。

それなのに、浮遊容量が大きいのに高域成分が減衰という
のが矛盾しているように聞こえます。

どなたか教えていただけると幸いです。

Aベストアンサー

>高周波は、静電容量が大きいほど
>インピーダンスは低下し線路は通りやすくなりますよね。

それって直列にCを入れた場合の話ですよね?

グラウンド⇔線路間に並列にCを入れた場合を考えてみてください。
特性インピーダンスってグラウンド基準で計算されますから。
http://www.geocities.jp/rfpagejp/tokusei-z.htm

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
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また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Qカットオフ周波数とは何ですか?

ウィキペディアに以下のように書いてました。

遮断周波数(しゃだんしゅうはすう)またはカットオフ周波数(英: Cutoff frequency)とは、物理学や電気工学におけるシステム応答の限界であり、それを超えると入力されたエネルギーは減衰したり反射したりする。典型例として次のような定義がある。
電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。


ですがよくわかりません。
わかりやすく言うとどういったことなのですか?

Aベストアンサー

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です。



電子回路の遮断周波数の場合
-3dB はエネルギー量にして1/2である事を意味します。
つまり、-3dBなるカットオフ周波数とは

「エネルギーの半分以上が通過するといえる」

「エネルギーの半分以上が遮断されるといえる」
の境目です。

>カットオフ周波数は影響がないと考える周波数のことでよろしいでしょうか?
いいえ
例えば高い周波数を通すフィルタがあるとして、カットオフ周波数が1000Hzの場合
1010Hzだと51%通過
1000Hzだと50%通過
990Hzだと49%通過
というようなものをイメージすると解り易いかも。

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です...続きを読む

Q遮断周波数のゲインがなぜ-3dBとなるのか?

私が知っている遮断周波数の知識は・・・
遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
<遮断周波数の定義>
出力電力が入力電力の1/2となる周波数を指す。
電力は電圧の2乗に比例するので
Vout / Vin = 1 / √2
となるので
ゲインG=20log( 1 / √2 )=-3dB
となる。

ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
となるのでしょうか?
定義として見るにしてもなぜこう定義するのか
ご存じの方いらっしゃいましたら教えて下さい。

Aベストアンサー

>ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
>となるのでしょうか?
>定義として見るにしてもなぜこう定義するのか

端的に言えば、
"通過するエネルギー"<"遮断されるエネルギー"
"通過するエネルギー">"遮断されるエネルギー"
が、変わる境目だからです。

>遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
これは、少々誤解を招く表現です。
減衰自体は"遮断周波数"に至る前から始まります。(-3dBに至る前に、-2dBとか、-1dBになる周波数があります)

Q対地静電容量って

電気について勉強しているもの(電工2種の知識程度)です。
質問1 漏電と地絡は同じと解釈していいでしょうか?
質問2 対地静電容量という言葉がどうも理解できません、架空電線は大地から空気絶縁されていると思うんですが、本などでは大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが、意味がわかりません、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

質問2 対地静電容量
コンデンサは導体と導体の間に絶縁物を入れたものです。
電線(導体)と大地(導体)の間に絶縁物(空気)を入れているのでコンデンサとなります。
 単位あたり(例えば1mあたり)静電容量としては小さくなりますが配電線など距離が長いので大きな値になったりします。
地面に対する静電容量というイメージでよいです。
ですので「大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが」のその通りです。
電流が流れるかどうかは静電容量の大きさと電圧の大きさによります。

Q基板の浮遊容量について教えてください。

基板の浮遊容量について教えてください。
ガラスエポキシ基板を使用しています。
ネットでGND層までの距離が0.2mmの場合2.0mm各パッドで
2.0pFの浮遊容量があると知りました。
これはGND層だから発生するのでしょうか?

パターンの下にどこにも接続されていない
浮いているベタのパターンがあった場合はどうなるのでしょうか?

1uAの低電流を基板を通して流しました。
基板の0.2mm下にはベタにGNDがあり出口で大きな遅延を起こしました。
ここまでは納得がいくのですが、
ベタのGNDパターンを切り離しても同じ結果となりました。
切り離したといってもベタは浮いた状態で残っています。
浮いていても同じなのでしょうか?

素人質問で済みません。
分かる方がいましたらお教えください。

Aベストアンサー

基盤のパターン配置がよくわからないので、単純に GND 層の上面に 2.0mm 角パッドを設けてある、としましょうか。

  ε0 = 8.85418782*10(-12) F/m
  ガラスエポキシ基板の比誘電率εs = 約 5
  ガラスエポキシ基板 GND 層までの距離が 0.2mm の場合 2.0mm 角パッド

…として角パッド単体と GND の間の容量は、エッジ効果を無視した近似勘定で、
  C = ε0*εs*20/1000 ≒ 0.89 pF

せぜい、1 pF くらい。
2 pF というのは、一対 (ペア) 分なのでしょうか?
  

Qコンデンサの精度に関して

コンデンサは容量が大きい方が精度が悪いそうなのですが
これは本当なのでしょうか?
というかなぜなのでしょうか?

それと数十pFオーダーで可変容量のコンデンサってありますか?

よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

こんばんは。

>>>
コンデンサは容量が大きい方が精度が悪いそうなのですが
これは本当なのでしょうか?
というかなぜなのでしょうか?

コンデンサの容量は、電極間の距離が小さいほど大きくなります。(反比例)
ということは、大容量の場合、電極間の距離を詰めなければいけません。

たとえば、電極間の距離が100のコンデンサがあるとしましょう。
距離のばらつきが±10 のとき、容量のばらつきは、±10%です。
そして、電極間の距離が50のコンデンサがあるとしましょう。
距離のばらつきが±10 のとき、容量のばらつきは、±20%です。



>>>
それと数十pFオーダーで可変容量のコンデンサってありますか?

こちらで。
http://www.ramstate.com/vc430x2.htm


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