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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。

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A 回答 (4件)

こんばんは。



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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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大容量のコンデンサは電解コンデンサの様に酸化皮膜を絶縁体として利用します。


酸化皮膜の厚さは精度を正確にコントロールすることは不可能ですから精度は悪くなります。
他のコンデンサでは正確な厚さのフィルムを絶縁体として使いますがバラツキは出ます。
この場合、容量を測定して分類することによって+-1パーセント以下の精度として販売しますが絶縁体の種類で温度変化によって容量が変わりますから、ある程度以上の精度を保障することができません。
マイカ(雲母)を絶縁体として使用したコンデンサは温度で容量変化が小さいですが大きい容量の物を作ることは困難です。
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大容量のコンデンサは精度を必要としない用途に使われることが多いので


わざわざ高精度の商品を作らないのです。
容量が大きなコンデンサでは寸法が大きくなるのを防ぐ為誘電率の
大きな材料を絶縁体として使用しますがそのような高誘電率の材料は温度
や電圧の影響を受けやすいので精度を保証することが難しくなります。
必要があれば大容量で高精度のものを作ることは出来ますが大きな寸法で高価なものになります。

容量の小さいコンデンサも精度の高いものの製作は難しくなります。
10pF以下のコンデンサでは誤差を%ではなく容量(例えば±0.1pF)
で示すことが多いのですが、そうすると1pFのコンデンサの誤差は
10%ということになります。
1pFで0.1%誤差などというコンデンサを作ったとしても取り付け方法で
変化してしまうオーダーなので意味は無いでしょう。
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>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?



バリコン以外にも、トリマコンデンサがあります。
容量の大きいものですと、下記33ページTZ03R121で10~120pFなどです。
http://www.murata.co.jp/catalog/t13j12.pdf

ご参考まで。
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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電解コンデンサの放電、理論値とのずれ

電解コンデンサの放電時の極板間電圧の降下する様子を実験で調べました。
実験回路はコンデンサと抵抗と電池を直列につないだシンプルなものです。
コンデンサの電気容量をC,回路の抵抗をRとし、放電開始から時間t後の極板間電圧をV(t)とすると、
V(t)=V(0)*e^(-t/CR)なので、両辺、常用対数をとると、
log10(V(t)/V(0)) = -t/CR*log10(e)
となって、傾き -log10(e)/CR の直線を表す、というのが理論ですが、
実験の結果、放電開始後はじめのうちは理論通り直線上にきましたが、放電完了が近づくと段々直線から上に乖離して行きました。

これについて、どうして放電完了に近づくにつれて理論からずれていくかがわかりません。コンデンサの構造上の問題でしょうか。
よろしくおねがいします(__)

Aベストアンサー

誘電吸収の影響かもしれません。

世の中にあるコンデンサは理想的なコンデンサとは違っています。
特に電解コンデンサは誘電吸収が大きいので時間的な変化に余分な遅れが生じます。
下記URLを参照してください。

電解コンデンサは小型で大容量のものが作れるのですがその代わりに色々な性能に劣る点があります。
タンタルコンデンサは電解コンデンサより高性能なのでこちらが手に入るようでしたらテストしてみてください。
高性能のコンデンサとしてはポリプロピレンコンデンサがありますが、大容量のものは大きさも大きくなります。
理想に一番近いコンデンサはエアバリコンなどの空気で絶縁したコンデンサですが、大容量のものは物理的な大きさも極めて大きくなります。

参考URL:http://www.nec-tokin.com/guide/cap/pdf/tec_data.pdf

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

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よろしくお願いします。

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#1,3です
大体の状況は想像できました
エージングは冬場の朝1番の測定でなければ、それほど影響はしないはずです
15回の測定のうち後半の結果が良いのであれば、これが影響していますが
アナログオシロ、発振器だと、あっても1%以下ですね
ただし、これは測定作業の基本なので、頭に入れておくことが大事です
5,6桁以上の測定になると24時間前からの機器のエージングはよくあります
プローブ校正も怪しい気がしますが、正弦波なのであまり影響はでていないと推測されます

それはさておき、
周波数のズレが大きいのですね
管面の読み取りの場合、正弦波だと時間軸の方が電圧軸よりも読みにくく誤差が出やすいはずです
管面の読み取り誤差は、6目盛で2mmの誤差があったとして3%くらいですから、
それ以外に原因があるということです
電圧の方は、実効値算出式の定数の有効桁などを疑うところですが、とりあえず周波数について考察します

怪しいのは、機器のズレですね
機器の校正ズレはそんなにおおきくはないはずなので、
発振器かオシロに、キャリブレーション(微調整オフセット)がかかっている可能性があります
測定前に、確認をしていないのなら、これが原因のような気がします
デジタルオシロだと管面に表示がでるものが多いのですが、アナログだと気づかないことが多々ありますね
#3での検証実験で答えはでるはずですが、こんなところでどうでしょうか

なにか見落としがあれば、他の皆様よろしくおねがいします

#1,3です
大体の状況は想像できました
エージングは冬場の朝1番の測定でなければ、それほど影響はしないはずです
15回の測定のうち後半の結果が良いのであれば、これが影響していますが
アナログオシロ、発振器だと、あっても1%以下ですね
ただし、これは測定作業の基本なので、頭に入れておくことが大事です
5,6桁以上の測定になると24時間前からの機器のエージングはよくあります
プローブ校正も怪しい気がしますが、正弦波なのであまり影響はでていないと推測されます

それはさておき、
周波数のズ...続きを読む

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。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

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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回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
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本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
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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コンデンサの静電容量の周波数特性について

コンデンサに交流電圧を印荷したとき、周波数が高いほど静電容量が小さくなり、逆に周波数が低いと静電容量が大きくなります。
その理由を教えてください。

Aベストアンサー

コンデンサのインピーダンス特性の質問と理解します。
インピーダンスが周波数で変るのは寄生インダクタンスのせいです。
コンデンサの等価回路はCとLの直列で現わします。
従って、CとLの直列共振周波数までは周波数が高くなるほどインピーダンス
が小さくなる容量性の特性になり、
直列共振周波数より高い周波数領域では周波数が高くなるほどインピーダンス
が大きくなる誘導性の特性になります。

QCR発振の原理

トランジスタのCR発振の原理について説明が出来る方、おおまかでもよろしいのでお願いします。

Aベストアンサー

No.2のymmasayanです。補足です。
移相回路で180度遅らせると書きましたが、参考URLの場合は180度進ませるです。
(移相回路がCRの接続の仕方で2種類あります)
進みでも遅れでも180度で反転ですので結局は同じことなのですが。

Qコンデンサの端の効果に関して

平行平板型のコンデンサはその2枚の板の端では電気力線が直線ではないため、平行平板の面積と距離から求めた容量と実際の容量は異なり、これを端の効果と呼ぶということはよく知られていますが、
結局これは実用面ではどういう弊害があるのでしょうか?
手元にある本には、リード線の寄生インダクタンス以外にこの端の効果のせいで正確なインピーダンス測定が、難しいと書かれているのですが、本当にそうなのでしょうか?
設計したものと実際で作製された容量が違ってきたとしても、実際に作った容量は一定であれば問題はないと思うのですがどうなのでしょうか?
この端の効果による容量は例えば、電圧値や周波数によって変化するということなのでしょうか?
いろいろと調べてみたのですが、ほとんどどこにも解説されていませんでしたのでよろしくお願い致します。

Aベストアンサー

常のコンデンサでは、電極間距離に比べて電極面積がはるかに大きいので端効果による影響はほとんどないと思います。あったとしても電磁界シミュレーションで静電容量を正確に知ることができますから現実には問題にならないと思います(それよりも製造バラツキのほうが大きいはず)。

端効果が問題となるのは、電極間距離に比べて電極面積がはるかに大きいとは言えない場合、例えば、今は現物を見ることもなくなった エアーバリコン(http://www.k5.dion.ne.jp/~radio77/guide/parts2.htm) でしょう。端効果がなければ、静電容量は回転角に比例するはずですが、電極板の重なりが小さくなると、相対的に端効果による容量成分が増えてくるので、回転角と静電容量の直線性が悪化(回転角が変化しても容量が小さくならない)します。

>この端の効果による容量は例えば、電圧値や周波数によって変化するということなのでしょうか?
端効果は向き合った電極の内部でなく、外部の漏れ電界によるものなので、その電界の分布が変化するようなことがあれば端効果による容量も変化します。通常は外部というのはコンデンサの外部(大気)になるので、電圧や周波数によって変わることはないと思います。コンデンサの近くに導電体があると電界分布が変わるので、静電容量が変化することはあり得ます。容量の小さなコンデンサに指を近づけると容量が変化するはずです。

端効果を利用した典型例は「静電型の指紋センサ」でしょう。これは向き合った電極でなく、同一平面上に並べられた電極間の漏れ電界が、指紋の有無で変化する(電極間容量が変化する)ことを利用して指紋(皮膚の凹凸)を検出するものです。ここ(http://edevice.fujitsu.com/jp/catalog/find/et2003j/pdf/32-34.pdf)の図1にその構造が出ていますが、指紋のあるところ(下に凸の白い部分)では、指と電極(TTT)との距離が小さくなります。指紋があるところでは、指に対する静電容量が大きく、指紋の間では静電容量が小さくなります。そのため、図の静電容量は C1 > C2 > C3 となります。隣接する電極間の静電容量を測定することで、どの電極の近くに指紋がありかが分かります。

常のコンデンサでは、電極間距離に比べて電極面積がはるかに大きいので端効果による影響はほとんどないと思います。あったとしても電磁界シミュレーションで静電容量を正確に知ることができますから現実には問題にならないと思います(それよりも製造バラツキのほうが大きいはず)。

端効果が問題となるのは、電極間距離に比べて電極面積がはるかに大きいとは言えない場合、例えば、今は現物を見ることもなくなった エアーバリコン(http://www.k5.dion.ne.jp/~radio77/guide/parts2.htm) でしょう。端効果が...続きを読む


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