コンデンサは高周波電流ほどよく通す。

コンデンサは高周波電流ほどよく通すことを体感するため、SPICEシミュレータで実験してみました。

800mAの定電流電源に対し、コンデンサC1と抵抗R1が並列に接続されている回路を作ります（図1）。周波数は、50Hzから20KHzまで変化させます（図2 X軸）。コンデンサの容量を0.5uFから10uFまで0.5uF間隔で変化させてプロットします（図2 グラフ)。

図1　回路図

図2の緑の線が抵抗R1を流れる電流、青の線がコンデンサC1を流れる電流を表します。

1. コンデンサC1を流れる電流は、周波数が高いほど、容量が多いほど大きい。
2. C1とR1の電流が等しくなるときの電流値は、C1の容量に関係なく565mAである。

ことが分かります。

図2 コンデンサと抵抗に流れる電流値　R1 50Ω固定 C1 0.5uFから10uFまで0.5uF刻みで変化
X軸：周波数（対数）　Y軸：電流値

2の565mAという値は、R1の抵抗値を変化させても変わりません(図3）。

図3 C1 1.5uF固定　R1 10Ω～100Ωまで10Ω刻みで変化

800mAを√2で割ると、565.7ですから、そのへんに秘密がありそうです。

コンデンサの位相は90°進んでいますから、C1の電流とR1の電流が等しくなるとき、全体の電流値は、C1の電流値とR1の電流値で作られる正方形の対角線に相当します。したがって、C1の電流値の√2倍が800mAとなり、C1の電流値は800mAを√2で割った値となります。

すっきりしました。