Key Takeaways
●キャパシタンスをインピーダンスに変換する公式について学ぶ。
●キャパシタンスとインピーダンスがどのように相互作用するかについて理解を深める。
Capacitance and its relationship to impedance
エレクトロニクス分野では、あらゆる電子デバイスの機能性や性能を測定、支援、および影響する各種パラメータが存在します。 これらのパラメータは、初期および最終的な設計の決定に影響します。
静電容量やインピーダンスなどのパラメータは、許容される設計範囲内に収まっていなければならず、最も正確な設計でも、望ましい機能結果を提供できません。 さらに、あるパラメータを別のパラメータの等価値に変換することが要求される場合があります。
キャパシタンスとキャパシタンス
キャパシタンスに関連するコンポーネントは、もちろん、キャパシタであり、電荷を蓄えるシステムの能力をキャパシタンスと呼んでいます。 物理学では、電位の変化に対する電荷の変化の比を意味する。 5271>
これらの受動電子部品は、静電界の形でエネルギーを蓄積します。 コンデンサは、最も純粋な形で、誘電体と呼ばれる絶縁材料で分離された2枚の導電性プレートから構成されています。 コンデンサの静電容量は、板の表面積に正比例し、板と板の間の距離に反比例します。 しかし、正味の静電容量は、板を隔てている物質の誘電率にも依存する。
コンデンサのインピーダンスを変換する場合、Z = -jXの式を用いる。 リアクタンスはより明確なパラメータであり、コンデンサが特定の周波数でどれだけの抵抗を持つかを定義していることに留意してほしい。
インダクタとインピーダンス
交流回路におけるインピーダンス
インピーダンスとは、電気回路またはコンポーネントのリアクタンスとオーミック抵抗の複合作用による交流に対する活性抵抗のことである。 言い換えれば、インピーダンスは交流回路における抵抗の原理を拡張したものである。 また、インピーダンスを、電圧をかけたときのエネルギーの流れに対する障害物、または電流の抵抗の尺度として定義している
より専門的な定義は、単一周波数の交流の流れに対して電気回路が与える全抵抗である。 要約すると、リアクタンスと抵抗の組み合わせで、オームで測定し、記号 Z で表します。
リアクタンス (X) は部品の交流に対する抵抗を表し、インピーダンス (Z) は部品の交流と直流の両方に対する抵抗を表します。 次の式を用いて複素数で示す。 Z = R + jX。 理想的には、抵抗器のインピーダンスはその抵抗値と等価である。
静電容量をインピーダンスに変換する
静電容量リアクタンス計算機があり、静電容量値 (C) と通過する信号の周波数 (f) があれば、コンデンサのインピーダンスを決定することができる。 静電容量の単位はファラド、ピコファラド、マイクロファラド、ナノファラドで、周波数はGHz、MHz、kHz、またはHzで入力する。 例えば、静電容量2ファラッド、周波数100ヘルツの場合、インピーダンスは0.0008オームとなる。
上記の値を計算するために必要な計算式を以下に示します。
ω = 角周波をrad/sで表す
これで、インピーダンスが抵抗と等しい理想抵抗器のパラメータを理解したことになる。 しかし、完全なコンデンサのインピーダンスは、そのリアクタンスの大きさに等しいが、これら2つのパラメータは同一ではない。 リアクタンスをオーム単位の普通の数値で表すと、コンデンサのインピーダンスはリアクタンスに-jを乗じたものになる。 これは次の式に相関する。 Z = -jX となる。 5271>
変換式の使用
上記の式(XC = 1/ωC = 1/2πƒC) を使用すると、コンデンサのリアクタンスを得ることができ、これをコンデンサのインピーダンスに変換するには、Z = -jXの式を使用することができる。
上記の式から明らかなように、コンデンサのリアクタンスは静電容量と周波数の両方に反比例していることがわかります。 したがって、静電容量が大きく、周波数が高ければ、リアクタンスは小さくなります。 5271>
交流回路におけるキャパシタンスは容易に見分けることができますが、徹底した交流回路解析の要件となるのはインピーダンスなのです。 論理的には、この 2 つのパラメーターがどのように相互作用するかの重要性をより深く理解することが最も重要であることを意味します。
Inductor copper wire winding
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