コンデンサ
コンデンサ(独: Kondensator、英: capacitor)は、電気(電荷)を蓄えたり、放出したりする電子部品である。蓄電器、キャパシタとも呼ばれる。
電気的に絶縁された導体が近接していると、一方に正の電荷が、他方に負の電荷が生じて互いに引き合うので電荷が充電されやすくなり、静電容量が大きくなる。この性質を利用したものがコンデンサであり、コンデンサは誘電体によって電気的に絶縁された複数の電極や電極板の組み合わせによって構成される。
コンデンサのモデルとして、平行に近接した2つの平面を電極板とする平行板コンデンサがある。電極板の面積を A、電極板の間隔を d とすれば、静電容量が
C ≃ ε A d {\displaystyle C\simeq {\frac {\epsilon A}{d}}}
で近似される。 このときの比例係数 ε は電極板間を絶縁する誘電体の誘電率である。 この近似が成り立つには電極板の間隔 d が充分に小さい( d ≪ A {\displaystyle d\ll {\sqrt {A}}} )という条件が必要である。あるいは電極板の面積 A が充分に大きい( A ≫ d 2 {\displaystyle A\gg d^{2}} )と言い換えることもできる。
焼結体として金属ニオブの代わりに酸化ニオブを用いたもの。故障モードがオープンで安全性が高い。
コンデンサの特性を表す基本的な数値は、静電容量(キャパシタンス/英: capacitance)である。静電容量の値は、一般に国際単位系(SI)のファラド(記号: F)を用いて表される。コンデンサの機能はバッテリーと似ているが、コンデンサの静電容量はマイクロファラド(μF = 10F)やピコファラド(pF = 10F)のオーダーのものが多く、ごくわずかな量の電荷しか蓄えることしかできない。代わりに、応答速度が早いため、瞬間的な電流の変化(例えば、雷サージなど)に対する応答を制御する場合や、交流電流を変化させたい場合などに用いられる。ただし、電気二重層コンデンサのような、従来のコンデンサと比較すると桁違いに大きな静電容量をもつものも存在し、それらは二次電池として利用することが可能である。逆に即応度や耐久性が飛躍的に向上した次世代型二次電池の全固体電池はコンデンサとしても優秀な働きを示す。
その他の特性としては印加できる電圧(耐圧)が挙げられる。耐圧は用途に応じ、微小電力機器用の2.5ボルト程度のものから、高電圧発生用などに使われる10キロボルト程度のものなど、様々である。また、理想的な特性からどの程度外れているかを示す、等価回路における、直列の誘導性を示す値と直列並列それぞれの抵抗値などがある。
静電容量を加減することができるコンデンサのことをさし、軸を回転させる極板の対向面積や電極同士の距離を変えられるようにしたバリアブルコンデンサと各容量の固定コンデンサを切り換えスイッチにより断続的に変えられるようにした可変雲母コンデンサに大別される。
バリアブルコンデンサ(バリコン)
回転軸を回すことで静電容量を可変できるコンデンサ。送信機や受信機(ラジオ)などの同調回路などに使われる。ラジオの同調回路(周波数ダイアル)のようにもともと頻繁に回すことを目的に作られているものと、回路の定数の微調整用として、出荷前やメインテナンス等、調整するときしか回さない目的に作られたもの(トリマーバリコン、半固定可変コンデンサ)とがある。
半導体中に形成された空乏層を誘電体として用いる可変コンデンサ。逆電圧の大きさによって空乏層の厚さを制御する事が可能で、このため電子的に容量を可変できる。
可変雲母コンデンサ
電気伝導体の表面に化学的に酸化皮膜による誘電体層を形成し、電解液に浸したもの。誘電体層が非常に薄くなおかつ比誘電率が大きいため、大容量が得られる。