回路図でコンデンサとそのシンボルを理解する

コンデンサは、ほぼすべての電子デバイスで使用される小さな部品です。それらは電気エネルギーを保管および放出し、騒音を減らすのに役立つ電源、無線、回路などに見られます。エレクトロニクスを操作するには、回路図にコンデンサがどのように示されているかを理解することが役立ちます。この記事では、コンデンサが何であるか、それらがどのように機能するか、およびこれらの図で使用されているシンボルをどのように読むかを説明します。さまざまなタイプのコンデンサとそのシンボルについて学ぶことで、回路の仕組みとその中のコンデンサを適切に使用する方法をよりよく理解できるようになります。

カタログ

図1：コンデンサ記号

コンデンサとは何ですか？

コンデンサ、コンデンサーと呼ばれることもありますが、電気エネルギーを保管および放出する電子コンポーネントです。その主な機能は、電荷を保持し、回路で必要とする場合に排出することです。コンデンサは、誘電体と呼ばれる絶縁材料で分離された2つの導電性プレート（通常は金属）で構成されています。誘電体は、空気、セラミック、ポリエステルフィルム、アルミニウム電解質、またはその他の材料です。

電圧がコンデンサに適用されると、一方のプレートに正の電荷が蓄積し、もう一方のプレートに負電荷が蓄積されます。これにより、プレート間の誘電体に電界が作成され、コンデンサがエネルギーを蓄積できます。コンデンサは、電源から無線回路やノイズフィルタリングまで、幅広いアプリケーションで使用されます。

コンデンサ記号の概要

回路図のコンデンサ記号は、部品とそれが回路でどのように機能するかを示す単純な図面です。これらのシンボルは、隣同士の2つの直線で構成されており、コンデンサの2つのプレートを示しています。プレートを分離する誘電体と呼ばれる絶縁材料を表す線の間には、線の間にスペースがあります。この材料は、直接電流がプレート間を移動するのを止めますが、コンデンサが電気エネルギーを保存することを可能にします。

偏光および非極性化コンデンサ

図2：非極性および偏光コンデンサ記号

コンデンサには、非極性と偏光の2つの主要なタイプがあります。各タイプには、回路にどのように配置する必要があるかを示す特別なシンボルがあります。

非極性コンデンサは、電流がいずれかの方法で進むことができる回路で使用されます。彼らのシンボルは、2つのまっすぐな平行線であり、両側が同じであることを示しています。これらのコンデンサには特定の正または負の側面がないため、任意の方向に接続することができ、必要に応じて機能します。

偏光能力は、特定の方法で接続する必要があるため、異なります。彼らはポジティブとネガティブな側面を持っています。これらのコンデンサのシンボルは、正の側面に1つの直線を使用し、曲線または「+」サインを使用して、どちらの側が正であるかを示すことにより、この違いを示します。これにより、コンデンサのどの側面を回路の正の部分に接続する必要があるかがわかります。偏光を間違った方法で接続すると、回路の問題を破るか、問題を引き起こす可能性があります。

電気図におけるコンデンサ記号の重要性

電気図のコンデンサ記号は、コンデンサに関する基本的な情報を示しているため、エンジニアと技術者がどのタイプのコンデンサが使用されているか、どのように回路に配置するかを理解しやすくします。これらの記号は、コンデンサが偏光または非極性化されているかどうかを示します。間違った方法を置くと問題を引き起こす可能性があるため、偏光を特定の方向に設置する必要があります。ただし、非極性コンデンサは、問題なく任意の方向に配置できます。

シンボルは、しばしば静電容量値を表示し、コンデンサがどれだけの電荷を保持できるかを示します。さまざまな回路が適切に機能するために異なる量の電荷が必要であるため、この値は重要です。間違った値が選択されている場合、回路は想定どおりに機能しない可能性があります。

コンデンサに標準のシンボルを使用することにより、電気図で作業している全員がコンデンサをどのように使用するかを簡単に理解できます。これにより、間違ったコンデンサを選んだり、間違った場所に置いたりするなど、間違いを避けることができます。これにより、回路が動作を停止したり、信頼性が低下したりする可能性があります。

コンデンサ記号の種類

コンデンサは、さまざまな回路で使用される小さな電子コンポーネントであり、図のシンボルはコンデンサの種類とその機能に応じて変化します。これらのシンボルを学習することは、回路図を適切に読むのに役立ちます。コンデンサは、主に偏光、非極性、可変、および特殊なタイプに分割され、それぞれに独自のシンボルを備えています。

偏光コンデンサ記号

電解コンデンサのような偏光コンデンサには、正と負の末端があります。回路図では、それらはどの側面が正であり、どの側面が否定的であるかを簡単に確認できるシンボルで表示されます。通常、直線は正の端子を表し、湾曲した線または「 - 」記号は負の端子を表します。時々、「+」サインも追加されて、正の側面をより明確に示すことができます。

これらのコンデンサは、フィルタリングやノイズの削減などのタスクのために回路で一般的に使用されます。偏光コンデンサの2つの主なタイプは次のとおりです。

•アルミニウム電解コンデンサ

図3：アルミニウム電解コンデンサ記号

これらは、大量の充電を保存できるため安価であるため、電源回路やオーディオシステムによく見られます。ただし、寿命は短く、高温ではうまく機能しない場合があります。

•タンタルコンデンサ

図4：タンタルコンデンサ記号

Tantalumコンデンサはアルミニウムのコンデンサよりも信頼性が高く安定しているため、医療機器や航空宇宙電子機器など、高性能が必要な状況でよく使用されます。それらは長持ちし、漏れが少なくなりますが、より高価になる傾向があります。

非極性コンデンサ記号

固定コンデンサとも呼ばれる非偏光コンデンサは、正または負の側面を持っていません。これは、回路内の任意の方向にそれらを接続できることを意味しますが、それらはまだ機能します。図のシンボルは、通常、コンデンサの2つのプレートを表す2つの平行な直線です。これらのコンデンサは、シグナル、フィルタリング、または調整位相や共鳴などのタスクのために回路でよく使用されます。

非極性コンデンサの一般的な例には次のものがあります。

•セラミックコンデンサ

図5：セラミックコンデンサ記号

これらの小さなコンデンサは安定していることで知られており、無線や通信機器に見られるように、高周波回路で頻繁に使用されます。

•マイカコンデンサ

図6：MICAコンデンサ

これらのコンデンサは非常に信頼性が高く安定しているため、発振器や無線周波数送信機などの正確な回路に適しています。

•フィルムコンデンサ

図7：フィルムコンデンサ記号

これらは、パワーエレクトロニクスやモータードライブなど、高電圧または高電流を処理する必要があるアプリケーションで広く使用されています。それらは耐久性があり、パフォーマンスに大きな変化がなくて長続きします。

可変コンデンサ記号

図8：可変コンデンサ記号

可変コンデンサを使用すると、静電容量を調整できます。つまり、保存する電荷の量を変更できます。これにより、ラジオのように、チューニングが必要な回路でそれらを便利にします。図では、可変コンデンサは非極性コンデンサのように見えますが、プレートの1つを通る矢印を使用して、その値を調整できることを示します。これらのコンデンサは、たとえばラジオを適切な周波数に設定するために、回路を微調整する必要がある場合によく使用されます。

特殊なコンデンサ記号

基本的なタイプのコンデンサに加えて、一部は特定の用途向けに設計されており、回路図に独自のシンボルがあります。

•スーパーキャパシタ（ウルトラキャパシタ）

図9：SuperCapacitor（Ultracapacitor）シンボル

これらのコンデンサは、大量のエネルギーを迅速に保存および放出できます。それらのシンボルは通常、湾曲した線で接続された2つの平行線で構成されています。それらは、電気自動車のように、エネルギーの速いバーストを必要とするシステムでよく使用されます。

•モーターの実行と開始コンデンサ

図10：モーターの実行および開始コンデンサ記号

これらのコンデンサは、電動モーターで使用され、よりスムーズに実行したり、より簡単に起動したりします。それらのシンボルは、非極性化コンデンサに似ていますが、モーターの使用を目的としていることを示すためにラベルが付いている場合があります。

•フィードスルーコンデンサ

図11：フィードスルーコンデンサ記号

これらは、電磁干渉（EMI）を減らし、回路のノイズを削減するために使用されます。それらのシンボルには、しばしば地面とのつながりが含まれており、不要なシグナルのフィルタリングにおける役割を示しています。

•トリマーコンデンサ

図12：トリマーコンデンサ記号

トリマーは、回路で非常に細かい調整を行うために使用される小さな可変コンデンサです。それらのシンボルは、可変コンデンサのシンボルに似ていますが、微調整における精度の役割を示すための追加のマークが含まれる場合があります。

各タイプのコンデンサは、回路に特定の役割を果たしており、そのシンボルを知ることは、特定の設計でどのように機能するかを理解するのに役立ちます。これらのシンボルに精通していると、電子機器の構築または修理時に回路図に従い、コンポーネントを正しく配置しやすくなります。

マルチメーターのコンデンサ記号

マルチメーターを使用して静電容量をチェックする場合、コンデンサ記号はしばしば「F」として表示されます。これは、ファラッドを表し、静電容量を測定するために使用されます。一部のマルチメーターは、2つの平行線を持つシンボルを使用する場合があります。これは、コンデンサの回路図に見られるシンボルと同じです。

マルチメーターで静電容量を測定するには、静電容量モードに設定することから始めます。これには、文字「F」でラベル付けするか、2つの平行線シンボルとして表示できます。次に、マルチメーターのプローブをコンデンサの端子に接続します。偏光コンデンサ（電解コンデンサなど）をテストしている場合は、正のプローブを正の端子と負のプローブにネガティブ端子に接続してください。それらを間違った方法で接続すると、読みが誤っているか、コンデンサに損傷を与える可能性があります。

プローブを接続すると、マルチメーターは静電容量値を表示します。ほとんどの場合、ファラドは通常、ほとんどのコンデンサのユニットが大きすぎるため、この値はマイクロファラド（µF）に表示されます。たとえば、10 µFコンデンサは、マルチメーターに10.000 µFとして表示されます。

測定を行う前に、コンデンサが完全に排出されることを確認することをお勧めします。コンデンサにまだ電圧が残っている場合、間違った読み取り値を与えるか、マルチメーターに害を与える可能性があります。これらの手順に従えば、テストしているコンデンサの静電容量を安全かつ正確に測定できます。

アメリカとヨーロッパのコンデンサ記号の違い

図13：アメリカとヨーロッパのコンデンサ記号

コンデンサのシンボルは、アメリカとヨーロッパの基準の間でわずかに異なりますが、電気図で同じ目的を果たします。

アメリカのシステムでは、固定コンデンサが2つのまっすぐな平行線で示されています。偏光コンデンサの場合、「+」記号が正の側面をマークするか、湾曲した線を使用して負の側を表示します。これにより、コンデンサをどのように接続するかが明らかになります。これは、適切に動作するために正しい方向に配置する必要がある電解型のような特定のタイプのコンデンサにとって特に役立ちます。

欧州システムでは、固定コンデンサが1つの直線と1つの曲線で描画されます。通常、直線は正の側を表し、曲線はネガティブを示します。アメリカのシステムとは異なり、この記号は偏光および非偏光コンデンサの両方に使用できますが、コンデンサが偏光されるかどうかは、しばしば図のコンテキストに依存します。

どちらのシステムも理解しやすくなりますが、特にさまざまな国の図を使用する場合は、これらのバリエーションを認識すると役立ちます。シンボルを正しく読み取ることで、コンデンサが正しい方法で接続され、必要に応じて機能することが保証されます。

回路図でコンデンサ記号を読み取る方法

回路図のコンデンサ記号を見ているときは、焦点を当てる必要がある主な詳細がいくつかあります。これらを理解することは、必要なコンデンサの種類とそれが回路にどのように配置されるべきかを特定するのに役立ちます。

静電容量値

静電容量値は、コンデンサがどれだけの電気エネルギーを保持できるかを示します。通常、ファラド（f）で測定されます。ただし、ファラドは非常に大きなユニットであるため、ほとんどの回路では、マイクロファラッド（µF）、ナノファラッド（NF）、またはピコファラード（PF）などのはるかに小さなユニットが表示されます。たとえば、1 µfはファラドの100万分の1であり、1 pfはファラドの1兆分の1です。これらの値は、コンデンサ記号の横に記載されており、保存できる電荷の量を示します。

許容範囲

耐性は、コンデンサの実際の容量が印刷された値とどれだけ異なるかを示しています。これは通常、パーセンテージとして与えられます。たとえば、コンデンサの許容値が±10％の場合、容量が表示される値よりも10％高くまたは低くなることを意味します。この変動は、一部の回路ではそれほど重要ではないかもしれませんが、より敏感な回路では、回路の仕組みに影響を与える可能性があります。

電圧定格

コンデンサの電圧定格は、コンデンサが安全に処理できる最高の電圧を示します。回路の電圧がこの定格よりも高くなると、コンデンサが損傷するか、さらに悪いことに、故障する可能性があります。たとえば、コンデンサの電圧定格が50Vの場合、問題を回避するために回路の電圧が50ボルト未満のままであることを確認する必要があります。

極性

電解コンデンサのような一部のコンデンサは偏光されています。これは、正の端子（「+」でマークされた）と負の端子（「 - 」でマークされた）を持っていることを意味します。これらのコンデンサを回路の正しい方向に配置することが非常に重要です。間違った方法でそれらを接続すると、それらが損傷したり、回路が適切に機能しないようにすることがあります。

結論

コンデンサは多くの電子回路で重要な役割を果たしており、そのシンボルはそれらをどのように使用すべきかについて多くを教えてくれます。特定の方法で接続する必要があるコンデンサを使用している場合でも、シンボルを理解することは、正しく配置されることを確認するのに役立ちます。コンデンサがどれだけの電荷を保持できるか、その電圧制限、どの側が正または負のかなどの詳細を知ることで、回路を構築または固定するときに間違いを避けるのに役立ちます。これらのシンボルを読む方法を学ぶことで、さまざまなエレクトロニクスプロジェクトでコンデンサを使用する方法をよりよく理解し、作業を容易にし、より成功させるでしょう。

よくある質問[FAQ]

1.コンデンサのUシンボルは何ですか？

「u」シンボルは、「µ」（ギリシャ文字mu）と書かれている場合、マイクロファラッド（µf）を表します。これは、コンデンサの静電容量を測定するために使用される単位です。マイクロファラドは非常に少量の静電容量です。

2.コンデンサのポジティブなシンボルは何ですか？

コンデンサの正の側面には、通常、「+」記号が付いています。これにより、コンデンサのどの端子（または脚）が回路の正の側に接続されるべきかがわかります。電解コンデンサのように、偏光されるコンデンサでは特に重要です。

3.コンデンサの + - 記号は何ですか？

コンデンサの「+ - 」記号は、耐性の範囲を指します。これにより、実際の静電容量がラベル付けされた値からどれだけ異なるかがわかります。たとえば、コンデンサが±10％の許容範囲で100 µFとマークされている場合、実際の静電容量は90 µf〜110 µfの間になる可能性があります。

4.コンデンサをどのように読みますか？

コンデンサを読むには、まず印刷された数字または文字を見てください。これらには通常、ファラド（F）、マイクロファラド（µF）、またはピコファラド（PF）などの単位で与えられる静電容量値が含まれます。また、電圧定格がある場合があります。これにより、処理できる最大電圧がわかります。偏光コンデンサの場合、回路で接続する方法を示すために「+」または「 - 」シンボルがある場合があります。

5.コンデンサシンボルをどのように確認しますか？>コンデンサ記号をどのように確認しますか？

回路図のコンデンサ記号をその形状で認識できます。単純なコンデンサは、2つの平行線として表示されます。偏光コンデンサの場合、ラインの1つが湾曲しているか、正の側を示す「+」サインがある場合があります。これにより、回路に正しく配置する方法を知ることができます。