充電したコンデンサの短絡は、電子部品や他の回路要素を焼き切る大きなリスクを伴います。 また、感電死や火災の危険もあります。 コンデンサの静電容量や電圧が大きいほど、短絡時のダメージは大きくなります。 コンデンサを回路から取り外す前に、必ず放電することを忘れないでください。

この資料では、

• コンデンサはどのように機能するか;
• コンデンサのパラメータとは;
• コンデンサの放電方法について説明しています。

コンデンサの仕組み

コンデンサは誘電体材料で分離された2つの電極のシステムで、同じ値で反対の電位の電荷が蓄積されます。 コンデンサには多くの種類があり、いくつかのサブタイプに分けることができます。 最も単純なものは2つの金属製で、その間に誘電体（空気、セラミック材料、含浸紙など）が配置されているものである。 これらの金属要素はプレートと呼ばれ、電気エネルギーを蓄積するために使用されます。

コンデンサプレートへの電圧供給は、電気蓄積のプロセスを開始します – ちょうど電池セルの場合と同じように。 電圧源が静電引力によって切断されると、電荷はコンデンサのプレート上に残ります。 蓄積された電荷は同じ値ですが、反対の電位を持っています。

コンデンサの安全な放電は、コンデンサを充電するのと同様のプロセスです。 ある容量のコンデンサ端子に直流電圧（U）を印加すると、コンデンサには電荷（Q）が蓄積され、これは静電容量と電圧の積になります。 静電容量はファラドで測定されます。 静電容量が1ファラッドのコンデンサでは、1クーロンの電荷が1ボルトを発生させます。 1ファラッドは非常に大きな値であるため、電子工学や電気工学で使用されるコンデンサは通常、ピコファラッド、ナノファラッド、マイクロファラッド、ミリファラッドで測定される静電容量を特徴とします。

固体コンデンサは、フィルムコンデンサとセラミックコンデンサの二つの基本サブカテゴリに分けることができます。 コンデンサの安全な放電は、その設計に大きく依存します。 ポリスチレンコンデンサは、高い安定性と絶縁抵抗、および比較的低い動作温度の上限が特徴です。

フィルムコンデンサは、電極-誘電体-電極の配置で3層の箔を作り、これを丸めて適切なハウジングに入れます。 各種家電製品やAV機器などの電気・電子回路にかなり多く使われている。

集積回路でよく使われるコンデンサに、SR PASSIVES CC-10/100のような金属電極のセラミック板でできたセラミック・コンデンサがあります。

コンデンサのパラメータ

コンデンサの放電方法を知るには、この電気部品のパラメータを学ぶ必要があります。 コンデンサの基本パラメータは、定格静電容量、静電容量許容差、定格電圧、誘電損失です。

さらに、コンデンサの特性として、許容交流電圧、絶縁抵抗、静電容量の温度係数、気候クラス、寸法、およびパルス負荷能力、定格電力、カットオフ周波数が挙げられます。 これは電荷を蓄積するコンデンサの能力で、誘電体の透磁率と電極の表面の積に比例し、電極間の距離（誘電体の厚さ）に反比例します。

メーカーが指定するコンデンサの静電容量は公称静電容量であり、現実的には不可能です。静電容量の値は多くの環境要因に影響される可能性があります。 このため、静電容量の許容差（％）、すなわち定格値からの実際の静電容量の偏差（％）が与えられています。

コンデンサの損失性は、交流電圧下でのコンデンサの動作に伴うエネルギーの損失を決定し、これは損失正接で特徴付けられます。 これらの損失は通常、誘電損失よりも大きく、電極上の損失の発生や、コンデンサ回路に影響を与える周波数や温度に関係します。

コンデンサの放電方法は？

コンデンサの放電はコンデンサの種類と静電容量に依存します。 1ファラッド以上のコンデンサは、短絡するとコンデンサが破損するだけでなく、爆発や感電の恐れがあるため、より慎重に放電する必要があります。 たとえば、100Vのコンデンサを放電するにはどうしたらよいでしょうか。 標準的な抵抗器や110Vの電球がこの目的に使用できる。 コンデンサはそのエネルギーを転送することによって電球を照らし、光源はまた、コンポーネントの充電レベルを示すことになります。 もちろん、別の抵抗の受光器を使うこともできます。

コンデンサーの放電には、高抵抗の受光器を使う必要があります。

静電容量の小さいコンデンサでも、直列に接続したコンデンサと抵抗器からなる専用の放電装置を用意すれば、放電させることができます。 その際、コンデンサの放電時間と抵抗の必要電力に注意します。

コンデンサの放電時間は、コンデンサに直列接続されている抵抗と静電容量の積に等しくなります。 この後、素子の電圧は初期電圧の3分の1に低下し、抵抗と静電容量の積の5倍の時間で完全に放電します。

抵抗が小さいほど、コンデンサの放電は速くなります。 例：10uFのコンデンサを1kΩの抵抗を使って放電させる場合、放電時間は0.01秒になります。 同じ抵抗を使用して1mFの部品を放電する場合、電荷の初期値の1/3の放電時間が1秒に延長されます。

コンデンサの安全な放電は、適切な抵抗によって実行されなければならないことを覚えておいてください。 過小評価の抵抗器を使用すると、破損する可能性があります。 したがって、抵抗を選択するときは、その電圧と抵抗の平方根の商に等しい抵抗によって放出される電力を考慮に入れてください。 このような抵抗器を、電荷や電圧の大きなコンデンサと一緒に使うと、抵抗器が焼損してしまいます。 したがって、小さな部品の場合には、SR PASSIVES MOF5WS-1Kのような、電力5W、抵抗値例えば1kΩの抵抗器を使用する価値があります。

電力用大容量コンデンサには放電抵抗器が必要で、電源を切ると数分で放電します。三相パワーコンデンサの安全な放電には4mm2のYDYケーブルを用い、PE線で素子の各相を短絡させることが必要です。