39AM48｜第39回臨床工学技士国家試験過去問

電解コンデンサについて正しいのはどれか。ａ．原理的に端子に極性が生じる。ｂ．セラミックスを使用している。ｃ．自己インダクタンスを利用している。ｄ．金属箔の間隔が広いほど大容量になる。ｅ．金属箔表面の酸化膜を誘電体としている。

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正解: 2

正答

この問題では、電解コンデンサの構造と特徴が問われています。

電解コンデンサは、金属箔の表面に形成した非常に薄い酸化膜を誘電体として利用するコンデンサです。

重要な特徴は次の2つです。

したがって、正しい小項目は ａ、ｅ であり、選択肢では2が正答です。

コンデンサの静電容量は、基本的に次の関係で決まります。

ここで、

電解コンデンサでは、電極としてアルミニウムなどの金属箔を用い、その表面に形成された非常に薄い酸化膜を誘電体として利用します。

酸化膜は非常に薄くできるため、電極間距離 d が小さくなり、大きな静電容量を得やすくなります。

また、酸化膜は電気化学的に形成されるため、陽極と陰極の関係が生じます。このため、一般的な電解コンデンサには極性があります。逆向きの電圧を加えると、酸化膜の劣化、漏れ電流の増加、発熱、破損につながることがあります。

ひっかけポイント
電解コンデンサは「電解」という言葉から、電池やインダクタのように考えてしまうことがあります。

しかし本質は、酸化膜を誘電体として使うコンデンサです。自己インダクタンスを利用する部品ではありません。

ａ．正しい。
電解コンデンサは原理的に陽極と陰極があり、端子に極性が生じます。

ｂ．誤り。
セラミックスを誘電体として使用するのは、主にセラミックコンデンサです。電解コンデンサの代表的な誘電体は金属箔表面の酸化膜です。

ｃ．誤り。
自己インダクタンスを利用するのは、コイルやインダクタの考え方です。コンデンサは電荷を蓄え、電界としてエネルギーを蓄積します。

ｄ．誤り。
静電容量は、電極間距離が狭いほど大きくなります。金属箔の間隔が広いほど大容量になるわけではありません。

ｅ．正しい。
電解コンデンサでは、金属箔表面に形成された酸化膜を誘電体として利用します。酸化膜を非常に薄くできるため、大容量化しやすい特徴があります。

1．誤り。
選択肢1はａ、ｂの組合せです。ａは正しいですが、ｂは誤りです。セラミックスを用いるのは主にセラミックコンデンサです。

2．正しい。
選択肢2はａ、ｅの組合せです。電解コンデンサは原理的に端子に極性があり、金属箔表面の酸化膜を誘電体として利用します。

3．誤り。
選択肢3はｂ、ｃの組合せです。ｂはセラミックコンデンサの説明に近く、ｃはインダクタの説明に近い内容です。どちらも電解コンデンサの説明としては不適切です。

4．誤り。
選択肢4はｃ、ｄの組合せです。電解コンデンサは自己インダクタンスを利用しません。また、金属箔の間隔が広いほど大容量になるわけでもありません。

5．誤り。
選択肢5はｄ、ｅの組合せです。ｅは正しいですが、ｄは誤りです。静電容量は、電極間距離が小さいほど大きくなります。