コンデンサー爆発はなぜ?ショートや劣化原因、過電圧破壊でどうなる

電解コンデンサーの大きさ比較 電気電子・情報工学
コンデンサーはこれだけではなく様々な形や種類がある

電解コンデンサーはショートしたり、過電圧破壊が起こると爆発する危険性があります。

コンデンサーは電子機器の中で最も劣化や故障が多く、電子機器の動作不良の原因となる事が多い部品です。

今回の記事では、電解コンデンサー・セラミックコンデンサーがショートしたり劣化するとなぜ爆発するのか、原因や故障の調べ方、劣化診断の方法について解説します。

この記事はあくまで学術的なコンデンサーの過電圧破壊(爆発)現象を解説したもので、コンデンサーを意図的にショートさせたり、爆発させる事を推奨するものではありません。
同様の実験を行う場合は、周囲の安全に注意して行ってください。

学生がコンデンサーの過電圧破壊について行う場合、下記の様に交流の100Vを扱う可能性がありますので、必ず電気工事士の免許を持った先生の監督指導の下、安全に実験を行ってください。

実験を行う際は必ず周知し、全員がゴーグルの着用を行い、目又は体の保護を行う事。

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コンデンサー爆発はなぜ?ショートや劣化原因、過電圧破壊でどうなるポイント

  • コンデンサーは2枚の平板を近づけた構造で、ショートしたり劣化する事で過電圧破壊が起こり、大電流が流れ加熱後、内部の電解液に着火し爆発する。
  • 内部の電解液がガス化し易い電解コンデンサーには、膨らんだ時の為に爆発しないようにガス抜き穴があるが、それをはるかに超える過電圧を印加した時は爆発する。
  • 耐圧は印加電圧より低ければ低い程、爆発する危険性が増す。コンデンサーを選定する時は、必ず使用する回路で耐圧のあるものを選ぶ必要がある。(昇圧回路等は要注意)
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コンデンサーはなぜ過電圧破壊で爆発?原因は電解液のガス化で膨らむ

コンデンサーは様々な種類がありますが、その基本的な構造は、電解液の中で平板をギリギリまで近づけたものが電解コンデンサーで、実にシンプルな構造をしています。

中に入っている電解液は、イオンを運ぶ役割があり、コンデンサーの容量拡大の役割を担っています。

電解コンデンサーと耐圧
電解コンデンサーの耐圧25Vに100Vを印加するとどうなる?爆発します

ところで、コンデンサーには耐圧というものがあり、印加できる最大の電圧が決まっています。

この定格電圧を超えて使用すると、少ししか流れなかった電流がコンデンサー内に異常に流れ、内部が発熱し、コンデンサーの中に入っている電解液がガス化し、それに火が付き爆発します。

この液体には、油などが含まれている事もあるので、過電圧と過電流でガス化すれば容易に着火する事は想像に難くありません。

コンデンサーの故障の調べ方は?容量抜けの症状(劣化診断)を解説

下記では、電解コンデンサーの容量抜けを起こした場合に電子機器に与える影響と、電解コンデンサー故障の調べ方について解説します。

電解コンデンサーの防爆処理
コンデンサーのトップにはこのように溝が切ってあり、膨らみでこの亀裂が破れてガスを抜く

容量抜けの症状と劣化コンデンサーが電子機器に及ぼす影響

容量抜けとは、言葉通り劣化や何らかの原因によってコンデンサー本来の性能が発揮