平行板コンデンサに金属板、誘電体をはさんだときの電界、電位

１、金属板をはさむ場合

金属板をはさむと、金属板表面に大きさが等しく、符号が逆の電荷が誘導される。

当然、金属板の内部は電界０である。

例えば、厚さ７５（極板間の半分）の金属板をはさむとする。

極板間の電位差は電界を積分して計算できる。

半分の区間で電界０なので、電位差は１／２になる。

また、厚さを１５０にすると通電して電荷が蓄えられない。

２、誘電体をはさむ場合

比誘電率を κ とし、誘電体をはさんでいないときの電界を E0 、電位を V0 とすると、誘電体中の電界、電位は、

となる。このような現象はなぜ起こるのか。

誘電体中には有極子分子と呼ばれる分子があり、わずかに極性をもっている。

この分子が外からかかる電界によって、向きがそろい内部に電界を発生させる。

その結果、内部電界が外からかかる電界を弱めているため、誘電体中では電界が小さくなる。

このアプレット中でも、誘電体をはさみ、電界の大きさを変えると有極子分子の向きがそろうようになっている。

また、誘電体上に誘導される電荷密度 ρ は、極板上の電荷を ρ0 とすると、

となる。

例をあげると、厚さ１５０（極板間が埋まる）、比誘電率１０．０の場合、

極板間の電位は１／１０になる。