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コンデンサの考え方7

コンデンサの充電をもう一度考える4


スイッチを入れた直後を考えましょう。

スイッチを入れますと、電池はポンプの様に電子の汲み上げを行います。

つまり上の金属板から電子を吸い取って、下の金属板に送り込みます。

ですから、金属板にはそれぞれ、+qと−qの電荷がたまります。

その結果、コンデンサに電圧Vが発生します。(q=CVが成立します)

今、スイッチを入れた一瞬後を考えていますので、qはほんのわずかな値です。 ですから、Vも非常に小さな値です。つまり、E>Vが成立していると考えて下さい。

また、電荷の移動が起きますから、電流Iが流れたともいえますね。

さて、このまま、様子を観察しましょう。


蓄えられた電荷qは、だんだん増えてきます。ですから、コンデンサの持つ電圧は次第に上がってきます。

となると、電池とコンデンサの電位差(E−V)は、だんだん小さくなってきますね。

川の流れで説明しましたように、要するに大事なのは「電位差」なんですよ。その電位差がだんだん小さくなってくる訳ですね。

ですから次第に電荷の移動(電流)は小さくなってきて、E=Vとなると、充電が終わります。その後、電池をいくらつないでいても、電荷は増えません。

つまりqは、Q=CEで求まるQに達した時点(Q=q)で、充電が終了する訳です。(この時、V=Eになります)

ですから、

充電電荷(Q) = 静電容量(C)・充電電源電圧(E)

が成り立つ訳です。

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