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コンデンサの構造に関する事2

平行平板コンデンサの容量1


先に書きましたように、コンデンサにたまる電荷Qは、充電のためにかけた電圧に比例します。

Q=CV

で、この比例定数Cを「コンデンサの(静電)容量」と言うのでした。

で、この容量Cは、コンデンサ固有の値で、「このコンデンサの容量は50[μF]です。」などと言えます。

では、この容量Cと構造には、どのような関係があるのかを考えるのが、このページの目的です。

まず、当たり前ですが、極板の面積が広くなれば、その分多くの電荷Qが溜まるとは言えませんか?

一般に容量Cは、極板面積Sに比例します。

さらに上の絵を見てください。二枚の極板の距離dは、小さいほど多くの電荷が溜まります。つまり容量Cは極板間隔dに反比例します。

なぜそうなるのかと言いますと、正極と負極に溜まっている電荷+Qと−Qには、クーロン力

が働いていますよね。

二枚の極板間隔dが、この場合の距離rに対応する訳ですから、dが小さい方が、強い引力が発生しますね。

同じ極板に溜まっている正電荷同志、負電荷同志は互いに反発しあいます。 この反発力は、電荷が多く溜まれば溜まるほど、強くなりますね。

一方で、反対側の極板に溜まった異符号電荷は、互いに引き合っています。

つまり、「溜まっている電荷」は、「同じ極板内での反発力」と「反対側の極板との引力」が釣り合う値に落ち着く訳です。

ですから静電容量Cは極板間隔dと反比例します。

ここまで良いですか?

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