コンデンサ放電安全 計算ツール
安全な放電時間または放電抵抗値を算出
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Quick Answer
A capacitor discharges through a resistor following V(t) = V₀ × e^(-t/RC). The discharge time to a safe voltage is t = R×C × ln(V_start/V_end). Always verify with a voltmeter — capacitors can hold lethal charge for hours.
コンデンサ放電時間 計算ツール
ブリーダ抵抗を通してコンデンサを安全に放電するのにかかる時間を計算します。電源設計、ベンチ作業の安全確認、UL/IEC 適合チェック向けの RC 放電計算ツールです。
安全第一： 大容量コンデンサは、数時間にわたって致死レベルの電荷を保持することがあります。充電されたコンデンサを短絡しないでください。必ず制御された放電経路を使い、電圧計で確認してください。
コンデンサ放電の公式
抵抗を通した電圧は指数減衰します：
V(t) = V₀ × e^(-t/RC)
安全電圧に到達するまでの時間：
t = −R × C × ln(Vsafe / V₀)
ここで τ = RC が時定数です。5τ 経過後、電圧は初期値の約 0.7% まで下がります。
計算例 — 400 V 電源
470 µF のコンデンサを、10 kΩ のブリーダで 400 V から 50 V まで放電する場合：
- 時定数：τ = 10,000 × 470×10⁻⁶ = 4.7 s
- 電圧比：ln(400/50) = ln(8) = 2.08
- 放電時間：t = 4.7 × 2.08 = 9.8 秒
- 初期の蓄積エネルギー：E = ½ × 470µF × 400² = 37.6 J
端子に触れる前に、最低でも 5τ 待ってからメーターで必ず確認してください。
ブリーダ抵抗の選定
放電の速さと、通電時の連続損失電力のバランスを取ります：
| 電源電圧 | ブリーダ R | 通電時電力 (P = V²/R) | 470 µF 時の τ |
|---|---|---|---|
| 400 V | 100 kΩ | 1.6 W | 47 s |
| 400 V | 10 kΩ | 16 W（過熱！） | 4.7 s |
| 48 V | 100 kΩ | 23 mW | 47 s |
| 12 V | 47 kΩ | 3 mW | 22 s |
目安：安全放電時間の要件を満たす範囲で、できるだけ高い抵抗値を選びます。
安全規格
- IEC 62368-1 — 触れる可能性のある部分は、2 秒以内に 60 V DC 未満まで放電
- UL 60950 — 切断後 1 秒以内に 42.4 V 未満まで放電
- 一般的なベンチ安全 — 50 V を超えるコンデンサは、確認するまで帯電しているものとして扱う
- ブリーダ抵抗は、電源最大電圧での連続電力損失に耐える定格を選ぶ
関連ツール
- 時定数計算ツール — 充放電の τ = RC
- リアクタンス計算ツール — 周波数における容量性リアクタンス
- コンデンサエネルギー計算ツール — 蓄積エネルギー E = ½CV²
Design Notes
High-voltage capacitors are one of the most dangerous components in electronics. A 400V 1000µF capacitor stores 80 joules — enough to kill. Always include bleeder resistors in power supply designs. UL/IEC standards require discharge to <50V within 1-5 seconds of power removal. Balance the bleeder resistance: too low wastes power continuously; too high takes too long to discharge safely.
Common Mistakes
- 1
NEVER short-circuit a charged capacitor to discharge it. The instantaneous current can weld contacts, damage the capacitor, and create dangerous arcs.
- 2
Relying on self-discharge — film capacitors can hold a charge for months. Always use a discharge resistor.
- 3
Forgetting to account for the bleeder resistor's power dissipation when the circuit is energized: P = V²/R.
Engineering Handbox
1. Time constant: τ = 10,000 × 470×10⁻⁶ = 4.7 seconds 2. Voltage ratio: ln(400/50) = ln(8) = 2.08 3. Discharge time: t = 4.7 × 2.08 = 9.8 seconds 4. Stored energy: E = ½ × 470µF × 400² = 37.6 J
Knowledge Base
放電にどれくらい待つべき？
最低5時定数（5τ = 5RC）で残留電圧0.7%。テスターで確認。50V超では7〜10τ待機。
なぜ放電抵抗が必要？
大容量コンデンサは数時間〜数日間、致命的な電荷を保持します。自己放電に頼るのは危険です。
充電コンデンサのエネルギーは？
E = ½CV²（ジュール）。1000µF×400V = 80J。心臓を通過する1Jで致死の可能性。
短絡で放電してよい？
絶対不可。巨大電流で接点溶着、銅パターン蒸発、危険なアーク発生の恐れ。必ず放電抵抗を使用。
安全な電圧レベルは？
ほとんどの安全規格で50V DC以下（IEC 60950）。医療機器では25V。