静電容量とは

静電容量とはコンデンサ等において、どのくらい電気量を蓄えられるかを示す量のことです。

記号に C を用い単位に [F] ファラドを使います。 

平行板コンデンサの静電容量

図のような、電極の面積を \(S\) [m2] 電極間の距離を \(d\) [m] 誘電体を \(ε\) [F/m] とする平行板コンデンサがあります。

平行板コンデンサの静電容量は、次のようになります。

\(C=ε\cfrac{S}{d}\) [F] 

■ 定数 \(k\) と 誘電率
誘電率は電荷の貯めやすさの比率を表します。
\(k=\cfrac{1}{4\piε_0}=9×10^9\) [N・m2/C2]\(\cdots\)定数 

\(ε_0=8.854×10^{-12}\) [F/m]\(\cdots\)真空の誘電率

\(ε=ε_0ε_r\) [F/m]\(\cdots\)誘電率で「イプシロン」と読みます。 

\(ε_r=\cfrac{ε}{ε_0}\)\(\cdots\)比誘電率 空気中では \(ε_r=1\) です。

\(k=\cfrac{1}{4\piε}\cdots\)誘電率εの媒質中の定数

■ 静電容量の公式は駐車場と磁石に例えるとわかりやすいかも
\(C=ε\cfrac{S}{d}\) [F] 

静電容量の大きさは、面積 \(S\) に比例し、電極の距離 \(d\) に反比例します。

★ 面積に比例
面積 \(S\) の駐車場に、車が3台止められるとすれば、面積を2倍にしたら車が6台止められることになります。

★ 電極間の距離に反比例
これは、磁石の吸引力に結びつけると覚えやすいと思います。

磁石の吸引力は、距離が近くなりほど強くなります。

コンデンサに蓄えられる電気量をQとすると コンデンサの基本式 
\(Q=CV\) [C] になります

以上で「静電容量とは」の説明を終わります。