信号機【コンデンサで点灯時間を調節する】

Last modified on 07/18/2018.

目的
①コンデンサの形状と特性を理解できる。
②コンデンサの容量と充放電の時間の関係を知る。
③回路図を理解しブレッドボードで電子回路を実装できる。

コンデンサ
コンデンサはキャパシタとも呼ばれ、2枚の電極間に絶縁物(誘電体ともいう)を挟んだ構造をしており、電荷を蓄える性質を持っている。今回利用するコンデンサは電解コンデンサであり、極性を持っている。極性は端子の長さや、パーツ上の表記によって確認できる。
電解コンデンサ以外に、セラミックコンデンサ、積層セラミックコンデンサ、フィルムコンデンサ、タンタルコンデンサ、スチロールコンデンサなどがある。
コンデンサによっては、パーツ上に3桁の数字が表記されている。これは抵抗器のカラーコードと同じように読み、pF単位に換算することで、コンデンサの容量を読むことができる。また、数字の前に小数点が表記されている場合は、そのまま読み、単位をμFとすればよい。

コンデンサの容量と時定数
コンデンサを電気回路で利用するとき、その働きの一つに時定数がある。時定数とは回路の応答時間であり
τ=αRC
で表わされる。すなわち、抵抗値やコンデンサの容量が大きいと充放電に時間がかかるため、充電した電圧や放電した電圧によって反応する素子の反応が遅くなる。

製作
非安定マルチバイブレータを拡張して、3つのLEDの点滅回路は下のようになる。これは、順に点灯し繰り返すため、リング発振機とも呼ばれる。
回路図からブレッドボードに実装したものは下の通りである。黄色のLEDに接続しているコンデンサの値を47μFにすれば、信号機と同様、黄色のLEDの点灯時間が短くなる。

signaler


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