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コンデンサの容量とは?測定から抜けのチェック方法を解説!

2018.08.17 Fri

電気を伴うほとんどの機械類に装着されていると言っても過言ではないコンデンサ。このコンデンサはどのような役割を持っているものなのでしょうか。そして、その容量についても詳しく知りたいところです。

そこで、今回はコンデンサの役割とその容量について紹介します。また、複雑な測定の仕方から計算方法までを詳しく解説していきます。

コンデンサってどんなもの?役割と性質について

コンデンサには大きさや素材によって種類がいくつもあり、使用する電子機器や回路によっても容量や働きが変わります。基本的には、2枚の金属板(電極)の間に電気エネルギーを蓄えて、それを放電することで電流をコントロールするのが大きな役割です。

また、間に絶縁体(誘電体)を挟むことで直流は遮断し、交流は通すという性質もあります。これより、下記の3つのことが可能で、電源回路やストロボ発光回路など様々な電気機器に使われています。

1.電気を蓄える

これにより電子回路の中に一時的に電気を蓄えることが可能となります。

2.ノイズを取り除く

電気回路の中に電気を通すと必ず余計なノイズが発生します。これらのノイズをコンデンサを使うことで取り除くことができます。

3.信号を取り出す

コンデンサは電流を受けた際に直流の電気を遮り、周波数のみを選り分けて流すことが可能です。

コンデンサの容量と単位とは?

コンデンサは決まった容量分だけ電気を蓄えることができます。それを静電容量と言います。つまり、この静電容量がコンデンサの容量や性能を表すことになります。

蓄えられる容量は、2枚の極板の間に誘電体を入れることにより増えます。誘電体の素材には、プラスチックフィルムやセラミックなどがあり、板状のものやロール状にしてコンパクトにしたものなどがあります。

この静電容量を示す単位としてファラッド(F)が使われます。ファラッドは非常に大きな単位のため、小さな電流に使用するのは難しいとされています。

そこで、使用されるのがファラッドの1兆分の1であるピコファラッド(pF)や100万分の1であるマイクロファラッド(μF)です。

実際の運用ではこれらのピコファラッドやマイクロファラッドという単位が使われるケースが多く見られます。

容量の測定&抜けの確認方法

回路に使用する場合、容量が重要になります。また、何か不具合が起きた場合、コンデンサが原因の場合もあります。そのチェック方法を知っておきましょう。

コンデンサの静電容量の測定には様々な方法がありますが、1番簡単な測定方法はデジタルテスターで静電容量測定できるものを利用する方法です。原理的には、これらのデジタルテスターを利用することでコンデンサの静電容量を測ることが可能です。

また静電容量ではなく、いわゆるコンデンサがショートしているかどうかと言う部分のチェックであれば、アナログテスターでもチェックを行うことが可能となっています。

コンデンサの種類にもよりますが、原則的にはアナログテスターで抵抗値を測定し、その抵抗値がきちんと出ているようであれば、そのコンデンサは正常に動作しています。反対に、明らかにコンデンサの静電容量を下回るような数値が出ているようであれば、そのコンデンサは正常に動作していない可能性があります。

もう1つの方法としては、コンデンサに充電してみてきちんと時間内に一定の電圧まで達するかどうかを見るという方法もあります。明らかにコンデンサの動作がおかしいと思われる場合には、基本的に容量抜けが疑われます。

コンデンサは様々な種類があり、また容量も非常にバリエーション豊富なため一定の経験値が測定する人にも求められます。しかし、正常なコンデンサと比較して動作が異常ということであれば、容量抜けの可能性を疑うべきです。

まとめ

このように、コンデンサは世の中の電気製品ほぼ全てに入っていると言っても決して過言ではないほどの重要な素子で、電気回路の中の電流を一時的に蓄電することができるという性能を持ちます。

また、コンデンサには多数の種類があり、また静電容量も多種多様で用途に応じて使い分けることが求められます。

測定方法としては静電容量を測定できるタイプのデジタルテスターを利用するか、抜けのチェックという部分ではコンデンサに充電し、一定の電圧まで達する時間との関係性をチェックするという方法があります。

正常なコンデンサが手元にある場合には、そのコンデンサと比較してチェックを行うのが簡単な方法です。