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 トップページコンデンサ・ワールド > 第3回 電子回路の隠れた主役 −−コンデンサの機能(2)
コンデンサ・ワールド

電子回路の隠れた主役 −−コンデンサの機能(2)「直流を通さず交流を通す」

 コンデンサには電荷を蓄えるという性質とともに、直流を通さず交流を通すという重要な機能があり、電子回路ではさまざまなかたちで利用されています。電子機器に誤動作などを起こすノイズの多くは、周波数の高い交流成分。コンデンサはノイズ対策部品としても不可欠の電子部品です。
 コンデンサは絶縁体(空気や誘電体)によって極板が隔てられた構造となっています。直流電流を通さないのはわかりますが、では、交流電流を通すのはなぜでしょうか?

コンデンサの誘電体(絶縁体)に電流は流れるのか?
 コンデンサは直流電流を遮断することは容易に理解できます。たとえば直流電源の乾電池にコンデンサをつなぐと、一瞬電流が流れ、すぐに電流は流れなくなってしまいます。 直流電源によってコンデンサの静電容量いっぱいに電荷を蓄えられると、コンデンサには直流電流が流れなくなるのです。コンデンサの電極板は絶縁体(空気や誘電体)によって隔てられているので、絶縁破壊が起こらないかぎりコンデンサ内部に直流電流が流れることはありません。つまり、コンデンサは直流電流を遮断します。それでは、なぜコンデンサは交流電源を通すことになるのでしょうか?



電界の変化は電流が流れるのと同等
 交流電流はプラス、マイナスと極性が規則的に変化しています。コンデンサは極性が交互に変化する交流に合わせて充電、放電を繰り返し交流電流を通過させています。
 電磁気学の基本法則によって説明してみましょう。導線に電流が流れると電流の方向に対して右回りに磁力線が発生し(エルステッドが発見した電流の磁気作用)、電流の流れが切り替わると、磁力線の方向も切り替わります。
 では、交流電源にコンデンサをつなぐとどうなるでしょうか? 電流の向きが交互に切り替わると、極板間に発生する電界の向きも交互に切り替わります。電界の変動は変動する磁界を発生させるので、これは電流が流れることと同等とみなされます(マクスウェルの電磁理論)。したがって、絶縁物であるコンデンサの誘電体内部にも、交互に電流が流れていると考えてさしつかえないことになります。というわけで、コンデンサは交流電流を通すと説明されています。ただし、導線の中に流れる電流と同じような電流がコンデンサの誘電体に流れるわけではありません。厳密には導線の中を流れる電流は伝導電流、絶縁体の中を流れる電流は変位電流と呼ばれています。


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