容量性電圧分割器の設計・理論・実用応用をマスターする

容量性電圧分割器とは

容量性電圧分割器は、電位差を2つに分割しながら一定の電圧比を維持する回路です。一般的に2つのコンデンサを直列接続して構成し、オームの法則（V=IR）に基づいて各回路部分に適切な電圧を分配します。例えば、12V電源に同容量（1μF）のコンデンサ4個を直列接続すると、各々に3V（全体の1/4）が分配されます。

電圧分割則（分圧の法則）

直列接続された回路素子では入力電圧が各素子に分配され、並列接続では電流が分配されます。直列回路解析には電圧分割則、並列回路には電流分割則を用います。素子の種類により、抵抗性・誘導性・容量性の3タイプに分類されます。

抵抗性回路の電圧分割則

直列接続された抵抗R1、R2に電源VSを接続した場合、電流Iは共通。各抵抗の電圧降下はVR1=I×R1、VR2=I×R2。VS = VR1 + VR2 = I(R1+R2)より、VR1 = VS × R1/(R1+R2)、VR2 = VS × R2/(R1+R2)となります。

誘導性回路の電圧分割則

直列接続インダクタL1、L2では、インダクタンスに比例して電圧分配。VL1 = VS × L1/(L1+L2)、VL2 = VS × L2/(L1+L2)。抵抗性分割則と同様の形になります。

容量性回路の電圧分割則

直列接続コンデンサC1、C2では、電荷Qは共通（Q = Ceq × VS）。合成容量 Ceq = C1×C2/(C1+C2)。各コンデンサの電圧：VC1 = Q/C1 = VS × C2/(C1+C2)、VC2 = Q/C2 = VS × C1/(C1+C2)。容量性分割では、容量が小さい方に大きな電圧がかかるのが特徴です（抵抗/インダクタとは逆）。