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コンデンサー

コンデンサー

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

コンデンサー
二枚の導体板の間に絶縁体を挟んだ構造を持ち、電荷を一時的に蓄えたり放出したりすることができる電子部品

解説

コンデンサーは、対向する二枚の金属板(極板)に電圧をかけることで、静電エネルギー蓄える受動素子です。極板間に生じる電界によってプラスとマイナスの電荷が引き寄せられ、絶縁体によって遮断されることで電気が蓄えられます。蓄えられる電荷量Qは、静電容量Cと電圧Vの積(Q=CV)で表され、極板の面積が大きく距離が近いほど多くの電気を蓄えることが可能です。

また、コンデンサーには「直流電流を遮断し、交流電流を通す」という重要な性質があります。これにより、ノイズの除去や特定の周波数信号の抽出など、電子回路において多様な役割を果たします。蓄電池(バッテリー)と比較すると、化学反応を介さないため、短時間で急速な充放電ができる点が大きな特徴です。

項目 コンデンサー 蓄電池(バッテリー)
蓄電原理 物理的(静電エネルギー) 化学적(化学反応)
充放電速度 非常に速い 比較的遅い
寿命(回数) 非常に長い 限定的
コラム

手回し発電機を用いた実験では、回転速度を上げるほど大きな電流が流れ、コンデンサーに短時間で多くの電気を蓄えることができます。ただし、コンデンサーには「耐圧」や「容量」という限界があり、蓄えられる電気の量には上限が存在します。実社会では、スマートフォンの基板から、リニアモーターカーの非接触走行を支える電力制御システムに至るまで、現代技術に欠かせない存在となっています。

小学生のみなさんへ

コンデンサーは、電気を一時的にためておくことができる、バケツのような道具です。手回し発電機を回して電気を作ると、その電気をコンデンサーの中に蓄電ちくでん(ためること)ができます。ためた電気を使って、豆電球を光らせたり、モーターを回したりすることができます。

手回し発電機を速く回すと、より強い電流が流れて、コンデンサーに電気がたまるスピードも速くなります。光電池を使うときは、光を直角に当てると、よりたくさんの電気を作ってコンデンサーにためることができます。ただし、コンデンサーにはためられる電気の量に限界げんかいがあるので、ずっとため続けることはできません。

ルラスタコラム

リニアモーターカーは、磁石の力を使って浮いて走ります。レールとの摩擦まさつがないので、とても速く走ることができるのです。コンデンサーのような電気をあやつる部品が、こうした最新の乗り物を支えています。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 コンデンサーの主な役割は何ですか。
電気を一時的に蓄えたり、必要に応じて放出したりすることです。
【応用】 手回し発電機でコンデンサーに電気をためる際、回転を速くすると電流の強さはどうなりますか。
回転を速くするほど、流れる電流は強くなり、より短時間で多くの電気を蓄えることができます。
【実践】 コンデンサーと乾電池の、電気の使い方の大きな違いは何ですか。
乾電池は一定の電気を長時間流し続けるのに向いていますが、コンデンサーは短時間で一度に大きな電流を流す(放電する)ことができるという違いがあります。

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