【基礎から学ぶ静電力】 コンデンサの静電エネルギー

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。

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。

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。

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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【基礎から学ぶ静電力】

◎電荷と静電気 ～静電気の発生原理
◎コンデンサ ～構造と動作原理
◎電荷と電流の関係
◎静電気に関するクーロンの法則
◎電界と電束と電気力線の関係
◎電界と電位の関係
◎平行板コンデンサの静電容量
◎平行板コンデンサに導体を挟んだ場合の静電容量
◎コンデンサの合成静電容量
◎コンデンサに流れる電流 ～そもそもコンデンサに電流は流れる？
◎コンデンサ回路の電圧と電流の時間的変化
◎コンデンサの静電エネルギー
◎コンデンサの特性 ～tanδや周波数特性について
◎セラミックコンデンサとは？ ～特徴と構造について
◎電解コンデンサとは？ ～特徴と構造について
◎リプル電流とは？ ～ノイズ吸収用のコンデンサに流れる電流
◎電気二重層コンデンサとは？ ～特徴と構造について
◎充電されたコンデンサ同士を繋いだ時の挙動
◎充電されたコンデンサに複数のコンデンサを繋いだ時の挙動
◎R－C回路のコンデンサ端子電圧の時間的変化