平行板コンデンサの基本的性質

コンデンサの容量 C は、極板間の電位差 V に対する極板上の電荷の大きさ Q の比と定義する。

この式がどのような意味をもつのかを考えていく。

それでは、アプレットにある項目ごとに説明する。

 

1、電源電圧を上げる

電源電圧が2倍になる。すると極板間の電位差 V も2倍になり、

極板に蓄えられる電荷 Q も2倍になる。

 

2、距離を縮め、面積を大きくする

極板の距離を d 、極板の面積を A とすると容量 C は、

で与えられる。

このアプレットでは、d が3/4倍(見た目に少し無理があるが、、、)、

A が3/2倍になり、 が2倍になる。

よって、容量 C が2倍になり、電荷 Q も2倍になる。

 

3、誘電体を挟む

まず、電源がはずされる。続いて、比誘電率2.0の誘電体を挟む。

電位差 V が1/2になり(詳しくは次のページで説明する)、

電荷 Q は変わらないので、容量 C が2倍になる。

電源が再び接続されると、V が電源と同じ大きさ(1倍)になり、

電荷 Q が2倍になる。

 

4、豆電球を繋ぐ

電源がはずされ、極板が豆電球に繋がれる。

極板上に蓄えられた電荷が放電され、豆電球が光る。

極板間に電荷がなくなるので電位差 V も 0 になる。

また電源が繋ぐと、極板上に電荷が蓄えられる。