誘電率 Q=CVと、クーロンの逆二乗の法則の発見まで２_Q=CVの発見
ボルタは、従来から使われていた検電器を改良し、さまざまな実験をとおして、電位の概念を導き出しました。さらに実験を重ねていくなかで、電気量の概念が明確になり、コンデンサの理論の構築へとつながっていきました。ここでは、ボルタがどのような実験をしてコンデンサの理論へ到達したのかについて説明します。
電位
誘電率 コンデンサ Q=CVと、クーロンの逆二乗の法則の発見まで１_電位の概念の誕生
Q=CVとは、ボルタによって発見された電荷と電位の関係です。そう、ボルタとは、化学電池を世界で初めて作ったとされる科学者です。今回は、この関係が発見された当時の時代背景と、電位の概念が誕生するまでを説明します。
電位 静電エネルギーのさまざまな表現方法５_電場と電位による表現から電場のみによる表現へ
前回の記事では、真空中の静電エネルギーを電場と電位により表現しました。ここでは、静電エネルギーを電場のみによる表現へと変えていきます。
電荷 静電エネルギーのさまざまな表現方法３_電荷間のエネルギーによる表現から電荷密度と電位による表現へ
前回の記事では、静電エネルギーの意味と、２個の電荷によるエネルギーからN個の電荷によるエネルギーへの拡張について説明しました。ここでは、N個の電荷によるエネルギーを異なる形へと変えていきます。
静電容量 単独導体の静電エネルギー_\(U=\frac{1}{2}CV^2\)
コンデンサの静電エネルギーの式U=1/2CV^2は、コンデンサと同様に単独導体にも適用できます。これは、単独導体と電位ゼロの無限遠の間での電荷を運ぶ仕事を考えることで理解できます。ここでは、この仕事を実際に計算により確かめます。
電荷 コンデンサの理論_\(U=\dfrac{1}{2}CV^2\)
コンデンサの理論で頻出する関係式が4つあります。そのうちのひとつが「コンデンサの静電エネルギーの算出式」です。これを計算を通して説明します。
電荷 コンデンサの理論_\(C=\epsilon_0 \dfrac{S}{d}\)
コンデンサの理論で頻出する関係式が4つあります。そのうちのひとつが「静電容量は誘電体の厚さに反比例し、面積に比例する」です。この関係を計算を通して説明します。
電荷 コンデンサの理論_\(Q=CV\) (ふたつの導体の場合)
導体がふたつある場合を考えます。ここでは、まず状態1と状態2を考え、重ね合わせの原理によりこれらの和である状態3を考えることで、Q=CVとなることを確認します。
電荷 コンデンサの理論_\(Q=CV\) (ひとつの導体の場合)
コンデンサの理論で頻出する関係式が4つあります。そのうちのひとつが「電気量と電圧の比例関係」です。この関係を計算を通して説明します。
未分類 コンデンサの理論_\(E=\dfrac{V}{d}\)
コンデンサの理論で頻出する関係式が4つあります。そのうちのひとつが「電場は電圧(=電位差)の傾きに等しい」です。この関係を計算を通して説明します。