コンデンサと静電容量

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今回はコンデンサと静電容量について学習していきます!

コンデンサと静電容量

電荷と電界、電圧・電流

物質に電気的な性質をもたらし、さまざまな電気的作用を生み出す元になる粒子が電荷です。電荷の正体は、原子を構成する電子と陽子のほか、イオンや半導体内の正孔があります。

電荷には正と負の反対の性質をもつ2種類があり、電子が負電荷、陽子が正電荷と決められます(イオンは、電子が不足している状態が正電荷、電子が多い状態が不電荷になります。正孔は正電荷)。電荷の電気的な性質の質を電荷量と呼び、「C」(クローン)という単位で表します。

空間に2個の電荷を置くと、同種類の電荷間では反発する力が、異種の電荷間には引き合う力が働きます。これをクーロン力を呼び、力の大きさは距離の2乗に反比例し、電荷量に比例します(クーロンの法則)。このとき電荷に力が及ぶ空間のことを「電界」と呼び、電界中に1C(クーロン)の電荷を置いたときに、その電荷に働く力の大きさを電界強度、正電荷に働く力の向きを電界の方向とします。そして電界の方向を仮想的な線で書き表したものが「電気力線」です。



クーロン力

クーロンの法則

 

コンデンサと静電容量

向かい合う2枚の電極に電圧を加えると、電極間に静電力(クーロン力)が働き電荷が蓄積されます。これを利用して電荷を蓄積する電気部品をコンデンサと呼びます。コンデンサの電荷を蓄える能力を静電容量と呼び、ファラド「F」という単位で表します。静電容量の大きさは電極の断面積に比例し、電極間の距離に反比例します。

静電容量は、電線相互間や電線と大地間にも存在するため、高圧電路の設計時には大きな要素になります。

まとめ

①静電容量は、電極の断面積に比例し、電極間の距離に反比例

今回はコンデンサと静電容量について学習しました。なかなか理解するのは難しい理論になりますが、第1種電気工事士の試験には必須の項目となりますので、何回も復習して理解しておきましょう!!