【基礎から学ぶコンデンサ】 コンデンサの静電エネルギー

電気電子

電気電子系は難しいイメージを持たれがちですが、基本から順番に抑えていけばそれほど難しくはありません。
どんな分野にも言えることですが、最初はよくわからないものですから。
本記事では、電気初心者の方でもわかりやすいように、順を追って説明していきます。
じっくり学んでいきましょう!

今回は、「コンデンサの静電エネルギー」についての説明です。

1.ポイント

静電エネルギー

コンデンサには導体板の間に電気エネルギーを蓄える作用があり、これを静電エネルギーと呼ぶ。
静電エネルギーW[J]は、静電容量C[F]に比例し、電圧V[V]の2乗に比例する。

単位体積(1m3)当たりの静電エネルギー

単位体積(1m3)当たりの静電エネルギーw[J/m3]は、誘電率ε[F/m]に比例し、電界の強さE[V/m]の2乗に比例する。

2.静電エネルギー

図1のように平行板コンデンサに直流電源が印加されているとします。

図1

コンデンサには導体板の間に電気エネルギーを蓄える作用があり、これを静電エネルギーと呼びます。
静電エネルギーの量記号はW、単位は[J]です。
静電エネルギーの大きさW[J]は以下のようになります。

静電エネルギーW[J]は、静電容量C[F]に比例し、電圧V[V]の2乗に比例します
式を変形すれば電荷Q[C]に比例することもわかりますね。

3.単位体積(1m3)当たりの静電エネルギー

単位体積(1m3)当たりの静電エネルギーについて考えます。
単位体積(1m3)当たりの静電エネルギーの量記号はw、単位は[J/m3ジュール毎立法メートル]です。

導体板の面積S[m2]と導体板間の距離d[m]の積がコンデンサの導体板間の体積なので、単位体積(1m3)当たりの静電エネルギーw[J/m3]は以下のようになります。

単位体積(1m3)当たりの静電エネルギーw[J/m3]は、誘電率ε[F/m]に比例し、電界の強さE[V/m]の2乗に比例します

以上、「コンデンサの静電エネルギー」についての説明でした。


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