コンデンサ 静電エネルギーのさまざまな表現方法１
記事では、静電エネルギーは電場が持つことを示しました。しかし、式を導出する過程では、さまざまな式を変形したり代入したりしており、ただ式をこねくり回しただけ、との感じもします。そこで、今回は、電荷間の静電エネルギーが、電場が持つ形になるまでを、順を追っていきます。
コンデンサ コンデンサ 電場のはたらきをどのようにイメージすればよいか
電場は目に見えません。しかし、エネルギーを保持したり、電荷間に働く力を伝えたりと、電場はさまざまな働きを示します。ここでは、この電場の働きはどのようにイメージすることができるのか、について説明します。
コンデンサ コンデンサと電場の持つエネルギーの関係
ここでは、コンデンサのエネルギーはどこに、どのように蓄えられているのか、について考えます。
電位 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。
電場 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。
電場 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。
静電容量 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。
電荷 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。
未分類 コンデンサにより電流の位相が進むワケ
理論上、コンデンサに正弦波交流を流すと算したあとで、この遅れをイメージしてみます。