コンデンサとアンテナの違いについて

質問

２枚の向かい合わせた平行平板の電極板に交流を印可するとコンデンサになりますが、２枚の電極板を離していくとコンデンサとしてではなくアンテナと考えるべきでしょうか？コンデンサのインピーダンス（リアクタンス）は１／ｊωｃだったと思いますが、理論的には周波数が高くなればインピーダンスはゼロに近づくはずです。（実際には違いますが）ところがアンテナとして考えた場合、空間の固有インピーダンスはＺ＝Ｅ／Ｈ＝√μ／εとなり周波数に依存しないように思えます。どうしてでしょうか？誰か教えてください。

回答No.2

masudaya

電極間dが波長λに対して十分小さい場合は
コンデンサで考えていいと思います.

条件はd＜＜λ/(2π)だと思います.

これは，距離が近い場合電磁界のエネルギーは
ほとんど，静電場や誘導項であり実際にアンテナからの放射に当たる
放射項にはほとんどエネルギーは分配されていないからです.

ただ，電極間を離していくと，端面効果が大きくなってきて
理想的な平行平板コンデンサの容量式からかけ離れていきます.

回答No.1

ymmasayan

＞　２枚の向かい合わせた平行平板の電極板に交流を印可するとコンデンサになりますが・・・。

アンテナのことを考えるときにはこれでは不充分です。電極板のインダクタンスを考える必要があります。
アンテナを考えたときＣとＬの分布定数回路となります。
するとＣとＬが打ち消しあって、周波数に依存しなくなります。
同軸ケーブルの特性インピーダンスが周波数に依存しないのと同じ理屈です。
εが誘電率で、μが透磁率で、μはインダクタンスと関係しているのは明白ですね。

お礼

どうもありがとうございました。今、１００ｍｍ×１０００ｍｍの電極板を使ってコンデンサの実験をしています。極板の間隔は１０００ｍｍ離しています。片側の電極板に数十ＫＨｚの電圧を印可していますが、電極板を水に水没させた場合と空気中では集中定数として考える空間のインピーダンスが異なる為、当然受信電極に現れる電流（変位電流）が異なると思います。しかし周波数を上げていけば水の中でも電極間のインピーダンスが限りなく小さくなり、空気中と同じ振る舞いをするのではと思い質問をしました。近いうちに実験をしますが、また分からないことが出てきたらご教授ねがいます。