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なぜ、容量性リアクタンスは電源周波数が高くなるほど小さくなるのか

なぜ、容量性リアクタンスは電源周波数が高くなるほど小さくなるのか

某AI

容量性リアクタンスが電源周波数が高くなるほど小さくなる理由

容量性リアクタンスは、コンデンサが交流に対して示す抵抗を表すもので、以下の式で表されます。

Xc = 1 / (2πfC)

ここで、

  • Xc: 容量性リアクタンス (Ω)
  • f: 電源周波数 (Hz)
  • C: コンデンサ容量 (F)

式から分かるように、容量性リアクタンスは、電源周波数 (f) が高くなるほど小さくなります。これは、コンデンサが交流に対して示す抵抗が、周波数が高くなるほど弱くなることを意味します。

理由

コンデンサは、電荷を蓄える能力を持つ電子部品です。交流信号がコンデンサに印加されると、コンデンサ電荷を蓄えたり放出したりします。しかし、コンデンサには充電と放電に時間がかかるという性質があります。

電源周波数が高くなると、交流信号の変化速度も速くなります。そのため、コンデンサは充電と放電を十分に行う時間がなくなり、交流信号に対して抵抗を示さなくなります。

100Hzの交流信号と1MHzの交流信号をコンデンサに印加した場合、100Hzの交流信号の方がコンデンサに対して大きな抵抗を示します。これは、100Hzの交流信号の方が変化速度が遅く、コンデンサが充電と放電を十分に行う時間が確保されるためです。

まとめ

容量性リアクタンスは、電源周波数が高くなるほど小さくなる。これは、コンデンサが交流に対して示す抵抗が、周波数が高くなるほど弱くなることを意味する。