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コンデンサーの基礎 コンデンサ―の静電容量・誘電分極

コンデンサーの基礎

コンデンサ―と静電容量とは

コンデンサーとは?

コンデンサーとは、静電容量により
電気を貯めることができるものです

静電容量とは?

コンデンサー貯められる電気量の指標で、
単位は[F](ファラッド)です

静電容量が大きい程、電荷をたくさん
蓄えることができます。

静電容量の式

静電容量は、面積が大きい程多くなり、電極の間隔が狭い程多くなります

ε:真空の誘電率 
εr:比誘電率 
ε:誘電率 = εεr(F/m)

誘電率とは

誘電率は電場を与えたときに誘電分極の起こす
度合いの係数で物質によって違います 
誘電率が大きい程 静電容量は大きくなります

比誘電率とは

真空の誘電率を1とした時の物資の誘電率
の比率です。
真空の誘電率×比誘電率=誘電率となります。

電極の間隔と蓄えられる電荷量

電極の間隔が開くと電極同士が引き合う力が
弱くなり、蓄えられる電荷が減ります

電極の面積が広くなると電極面に現れる
電荷が増加し、電極間の電荷量が増えます


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誘電体とは

誘電体は、電気を通さない絶縁体のことで
コンデンサーの電極間の材質として使用されます

誘電率とは

誘電率は電場を与えたときに誘電分極の起こす度合いの定数で、物質によって違います。 誘電率が大きい程 静電容量は大きくなります。

比誘電率とは

真空の誘電率を1とした時の物資の誘電率の比率です。真空の誘電率×比誘電率 = 誘電率となります。

誘電分極とは

絶縁体に帯電体を近づけた際に絶縁体内の
電荷が偏る現象です

誘電分極の原理

最初に絶縁体内の電子と原子の状態を確認しましょう。
絶縁体内には多数の原子が存在し、原資には中心に[陽子]
外殻に[電子]が存在します。

正電荷が絶縁体に近づくと、電子が正電荷側に偏り、
陽子が逆側に偏ります。

下の図のように絶縁体内部の電子と陽子が
打消しあい実質ゼロとなります
絶縁体の表面だけに電荷が発生した様になります

これを誘電分極といい誘電率が高いほど
表面に現れる電荷が多くなります

誘電体の例

材質比誘電率(空気の誘電率との比率)
空気1.0(8.854×10^(₋12))[F/m])
80
セラミック10~100
プラスチック2~5

コンデンサーと電荷の関係 – 電気を極める (den-kiwa.com)

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