ベストアンサー ファラドについて 2009/04/12 20:07 F（静電容量）＝C（電荷）/V（電位差）なのですが、イメージがつかめません。 静電容量は箱の中の電気量、電荷は電気量、電位差は箱の大きさという感じですか？ 解説お願いします。 みんなの回答 （3） 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー ymmasayan ベストアンサー率30% (2593/8599) 2009/04/12 20:23 回答No.1 通常は電荷Ｑ(Ｃ)＝静電容量Ｃ(Ｆ)＊電位差Ｖ(Ｖ)で表します。 水に例えればタンクの底面積が静電容量Ｃ、タンクの水位が電位差Ｖ、タンクの水量が電荷Ｑです。 質問者 お礼 2009/05/05 20:26 みなさん解説ありがとうございました。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 その他の回答 (2) ytrewq ベストアンサー率28% (103/357) 2009/04/13 07:01 回答No.3 電子1個は1.62×10^-19C(クーロン）の電荷を持っています。この値を電気素量といいます。 1F(ファラド）とは1C(クーロン)の電荷をためたときに１Ｖになる容量です。 つまり、1/1.62×10^-19=6.17×10^18個の電子を貯めたとき、1Vになる容量が1Fです。 ちなみに、1A（アンペア）とは毎秒1Cの電荷の流れです。したがって、1Fのコンデンサに1Aの電流を流せば、毎秒1Vで電圧が上昇します。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 rnakamra ベストアンサー率59% (761/1282) 2009/04/12 20:26 回答No.2 よく、電気の概念を水にたとえることがあります。 (電圧：水の高さ、電流：水の流量、など) このイメージで言うと、静電容量は水槽の広さであり、電荷量は水の量にあたります。 水槽に入っている水の量は水槽の広さをS,水の深さをhとすると S*h となります。 水の量→電荷量、水槽の広さ→静電容量、水の深さ→電位差(電圧)に相当し、 電荷量=静電容量*電圧 となります。 つまり静電容量とは電気の蓄えやすさをあらわすもので、電圧が同じである場合は静電容量が大きいほど電荷を蓄えやすくなります。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学科学 関連するQ&A 静電容量 エネルギー 電気容量Cの平行板コンデンサーにおいて、電荷をもたない状態から負電荷から正電荷を少しずつ正極板に移動させて、最終的に極板の電荷が＋－Qの状態をつくりあげた。 aその途中で電荷が+-qのとき極板間の電位差はいくらか？ bその電位差で、△qの微小電荷を負電荷から正極板に移動させるに要する仕事△Wはいくらか？ c仕事△Wをq=0からq=Qまで積分すれば、電荷をもたない状態から極板の電荷が+-Qの状態にするための仕事が得られる。この仕事、すなわちコンデンサーに蓄えられた静電エネルギーUを求めよ。 d電気容量C=4.0μFのコンデンサーをV=12Vの電池につないで充電した。蓄えられた電荷Qはいくらか？また、静電エネルギーUを求めよ。 電気についての質問 電気の事がよく分かりません。 下記の項目について解り易い考え方はありませんか？ 色々参考書は読んだのですが、いまいち理解できません。 電気→ 抵抗→電流の流れにくさを数値化したもの 電圧→電位差 電流→ 電子→ 電荷→ 静電容量→電気を蓄えておける量（電気って貯めておけるの？） コンデンサー（高校） 電気容量 C のコンデンサーが電位 V になるまで電気を蓄えさせ、電池などからはずし、そのコンデンサーの極板間を開いて電気容量を ２C としたとき、蓄えている電気量は変わらず、電位が V/２ となりますか？ また、静電エネルギーは CV^2/2 （←「 C×（V の２乗）」のつもりです）から CV^2/4 になりますよね、このとき、つながってない回路のこのエネルギーはどうなったのですか？ 教えてください。 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた？ OKWAVE コラム 電位の求め方に関してわからないところがあります 電位の求め方に関してわからないところがあります 電位の求め方って 電界をもとめ、積分するじゃないですか V = -∫[aからb] E・dl [V] の式をつかって積分しますよね？ 一方で V= Ed の式を使うときもあるじゃないですか。 平等電界？のときにV=Edの式を使うと聞いたのですが具体的にどういう使い分けをするんでしょうか？ たとえば、 『真空中のある次の導体系にＶ[V]の電位差を与える。 静電容量と蓄えられる電荷量、蓄えられるエネルギー、導体Ａに働く力を求めよ。 平板の場合は単位面積当たり、円筒の場合は単位長さ当たりの量で答えよ。 （１）ある導体系が「無限平行平板」 （２）ある導体系が「無限に長い同軸」 （３）ある導体系が「同心級」』 （この問題には不備があると思うのですがそのまま載せました） この問題があったとき、静電容量を求めるためにはQ=CVの形にしてCを求める必要があると思います。 しかし、（１）で ここでＶを求めるには、積分した場合は C = ε/x [F] （ここでのxは平行平板の距離としました） ２つの式を使い分けについて教えてください。。 電磁気 内外半径が、a,b，長さlの同軸円筒導体の間に誘電率εの誘電体を入れ、これに電位差 V0を与えたときの電界Eベクトルと静電容量Cを求めよ。また、円筒座標系のラプラス方程式を解くことによって電界を求め、同じ結果となることを示せ。 この問題ですが電荷量が定義されていないのにガウスの定理適用できるのでしょうか。 解説お願いしたいです。 よろしくお願いします。 コンデンサの静電容量と端効果 コンデンサの静電容量を求める問題のときによく端効果を無視するをいうのがありますが、端効果がどのように静電容量に影響するのでしょうか？電気力線が端のほうで膨らみを持つということは、端のほうの電束密度が小さくなるということなので、そこの所の電界も強さも小さくなるということですよね、と云うことは同じコンデンサの中でも端のほうは電位差が小さいことを意味していて、それにより静電容量（Ｃ＝Ｑ／Ｖ）に影響が出るということですか？しかし計算上は、金属板間の電界を平等電界と考え静電容量も一定と考えると云うことですか？私の理解で間違ってないでしょうか？あと、もしそうだとすると、実際のコンデンサに蓄えられる電荷は端のほうが少なくなるということでしょうか？基本的なところの理解があまりないので、勘違いが多々あると思いますが、よろしくお願いします。 平行平板コンデンサーに誘電体を挿入する 平行平板コンデンサー（面積S,距離ｄ、表面の電荷密度qで帯電している）に誘電体をきっちりいれるとき、誘電体が 分極の強さPで誘起されるとき、このコンデンサーの静電容量を求めよ。（ただし両極板は何もつながれていないし、真空の場合の静電容量C。＝ε。*S/ｄは使ってよい） という問題を考えているのですが、 コンデンサーの間の電場は、極板から電気力線がqS本でていたのが誘電分極で誘起された分pSの分だけ減って、 結局qS-pS本が極板から極板にでているので、 両極板の電位差はqS-pS本の電気力線が出ている場合の真空中のコンデンサーの両極版の電位差と等しいのでこれをVとおくと V=d(q-p)/ε。 よって帯電している電荷はqsで保存しているので 求める静電容量Cは C＝qS/V=ε。S(q-P)/dと考えたのですが、 何か違うような気がします。 どうか何が違うかご指摘ください コンデンサ、電位差 次の問題がわかりません。 電気容量C1＝10μFのコンデンサを電位差500Vに充電し、これに帯電していない 電気容量C2＝15μFのコンデンサを並列につないだとき、どうなるか。 また、このときの静電エネルギーの減少を求めよ。 という問題です。 Q1=C1V=10μ×500=5000μC で V=Q1/(C1+C2）ででるかとやってみましたが、できませんでした。 おねがいします。 平板電極での消費エネルギーの計算って… タイトルのままですが、平板電極に電流を流し続けるとき、その消費エネルギーをどう計算すればいいのか、いまいちよくわかりません。 現在考えたこととして、手元にある参考書に 「平行平板コンデンサにためられる電荷量が （平板の面積[m^2]）*（真空での誘電率[S・m^-1]）*（電極間の電位差[V]）/（電極間の距離[m]） というように表せる」 ということがありました。 そこで、そのような構成の平行な電極を適当な電解液にぼちゃっとつけて、そこに電極間の電位差がVとかなるように電気を流し続けたら、その時に消費するエネルギー[W]は、 (上に書いた、ためられる電荷量)*（電位差[V])*（流した時間[s]） ということになるんでしょうか？ それとも、電荷を流し続ける電極と、ため込むコンデンサを比べてみること自体が間違っているのでしょうか？ いかんせん、電磁気学の分野は勉強したてなもので、自分の考え方に自信が持てません。問題集をみても静電容量を求めるものばかりで、エネルギーがどうなるかという例がないし…。 このあたりに詳しい方、ご指導いただければと思います。 よろしくお願いします。 つないだコンデンサー同士の電位について。 「静電容量C1のコンデンサーにQ1の電荷を、C2のコンデンサーにQ2の電荷を与える。C1の負極とC2の正極を、C1の正極とC2の負極をつないだとき、全エネルギーはいくらになるか。」 という問題があるのですが、解答を見ると、つないだ点同士（C1の負極とC2の正極など）の電位は等しい…とあるのですが、なぜ、電位が等しくなるのでしょうか？また、コンデンサーをつないだ時の電荷の動き方からイメージが沸かないのですが…？ よろしくお願いします。 導体で同心の外球、内球があり内球が接地されています。 http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3031710.html ここの問題の条件で、内外球の静電容量を求めよという問題があります。今やっている問題とほぼ一致した条件なので引用させてもらいました。 僕自身、接地するということがいまいちどういうことなのか理解できていない感じなのですが、 引用した質問の電界の答えから、内外球の電位差を求めてC=Q/Vという定義から静電容量を求めたところ、答えと一致しました。 そこで疑問がわいたのですが、C=Q/Vの定義が使えるのは外球と内球にそれぞれ-Q、+Qの電荷を与えているときと教科書に書いてありました。 この問題だと、外球にQの電荷を与えているだけで、内球には-Q'の電荷が誘起されています。 なぜC=Q/Vの定義から答えが算出できたのでしょうか？ 電磁気学の理解に乏しいので詳しく教えていただきたいです。 電磁気学の問題が分からなくて困っています。 電験に向けて電磁気学を勉強しているのですが、いまいち解き方がわからない問題があるので教えてください。 1.真空中に置かれている半径aの導体球に電化Qを与えたとき、導体球内外の電界の大きさEと導体球内外の電位Vを求めよ。 2．面積S,間隔dの平行平板電極間に電位差Vを与えたとき、以下を求めよ。ただし極板間には比誘電率εの誘電体が挿入されているものとする。 (1)電極間の電界の強さE,(2)電極に蓄えられる電荷量Q,(3)静電容量C,極板間に蓄えられている静電エネルギー よろしくお願いします。 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 電磁気の問題（円筒形のコンデンサ） 図のような断面をもつ内径a外形b長さLの円筒形コンデンサがある。 いま電極の単位長さあたりλの電荷を与えたものとし、次の問いに答えなさい （１）電極間（a<b<c)の電場の大きさEを求めよ （２）電極間の電位差Vを求めよ （３）このコンデンサーの静電容量を求めよ E=λ/2πεｒ V=λ/2πε*log(b/a) となったのですが静電容量がわかりません どなたか教えてください！ 基礎電磁気学の問題が分かりません 真空中に同心である中空状の球の完全導体が2個ある。内側の球Aの内径は2a[m]外径2b[m]、外側の球Bの内径は2c[m]外径は2d[m]。内側の球Aに正の電荷Q[c]の電荷を与え負の電荷-Q[c]の電荷を与え、球間の静電容量を考える。 1中心から距離r[m]離れた点での電界E(r)を求める。 ガウスの定理を用いるために考える閉曲面の形状とその形状を考える理由を述べよ。またr<a、a<r<b、b<r<c、c<r<d、d<rの時の各電界を導け。 2内側の球と外側の球との電位差Vを導き出せ。さらに電位の高い方の球を答えよ。 3球間の静電容量をCとした時この静電容量を導き出せ。 コンデンサーについて 高校物理のコンデンサーについて質問お願いします。 画像の（3）がわからないのですが、説明のため1番から自分の解答書きます。 まず、コンデンサーC1、C2の電位をV1、V2とする。 スイッチS1の回路において V1+V2=Eが成り立つ。 C1の上側には+C1V1の電荷が、下側には－C1V1の電荷がたまり、 C2の上側には+C2V2の電荷が、下側には－C2V2の電荷がたまる。 孤立部分において初めスイッチは両方開いていたので 電荷は０だから 電気量保存則より 0=－C1V1+C2V2が成り立つ。 この２式より V1=2E/3 V2=E/3 次にスイッチS1を開いてスイッチS2を閉じたとき コンデンサーC3、C2の電位をV3、V4 とすると、スイッチS2側の回路において V3+V4=2Eが成立する。 ここで、 電気量保存則より －C3V3+C2V4=－C1V1+C2V2 (C3の下側の電荷とC2の上側の電荷が最初にスイッチS1を とじたさいにたまったC1の下側の電荷とC2の上側の電荷が 等しい) ということで式を立て、２式を使って 電位V3、V4を出しましたが全く違いました… この考え方で今まで間違ったことなかったので どこが誤りかちょっとわからないです…間違ってるとすれば電荷保存が間違ってる と思うんですがわからないですm(__)m教えてください。 電位は勝手に上の式が成り立つように向きを仮定して解きました。 コンデンサで損失するエネルギー 静電容量がＣ1(F)、Ｃ2(F)の二つのコンデンサを電位Ｖ1(V)、Ｖ2(V)に充電します。この二つのコンデンサを並列に接続した場合に損失するエネルギーを求めよという問題です。 分かる方がいらしたらどうか教えてください。 コンデンサについての問題の質問です コンデンサについての問題の質問です 次のような問題 「図に示されている回路図中で、C1 = 5μF , C2 = 10μFである。 AB間の電位差 U = 16V。 ＤＦ間の電位差を求めよ。」 この問題がどうしても解けません… 答えは静電容量を計算して電位差を求めるのだろうとは思うのですが上手くいきません。 どなたか教えていただけないでしょうか？ 高校物理、コンデンサー 図のような回路を考えます。また、（１）の段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ１，ｖ２、（２）（３）段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ1`、ｖ２‘、ｖ３‘と表します。各コンデンサーの容量はC、それぞれの電池電１、電２の起電力はVです。 （問題） （１）スイッチｓ１を閉じて、十分時間がたった後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （２）（１）の状態からｓ１を開き、ｓ２を閉じ、十分時間が経過した後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （３）（２）の状態でG、Y間の電位差を求めよ。 （疑問） （１） 私の解答ｃ１、ｃ２に蓄えられる電気量は等しいから、ｃｖ１＝ｃｖ２⇔ｖ１：ｖ２＝１：１ゆえ、ｖ２＝１／２V （２）ｓ１を閉じると、ｃ１に蓄えられていた電荷は動けない。ｃ２からｃ３へと電２の起電によって電荷が移動する。 電圧降下はｖ２‘＋ｖ３‘＝V 電気量の保存を考えてーｃｖ１＋ｃｖ２＝ーｃｖ１＋ｃｖ２‘－ｃｖ３‘⇔ｃｖ２＝ｃｖ２‘－ｃ（V－ｖ２‘）⇔ｖ２‘＝３／４Vゆえ、答えは３／４ｃｖ (1)解答に、ｓ１を開き、ｓ２を閉じたとき、ｃ２ｃ３には全体として、Vの電圧がかかる。スイッチを閉じる前のｃ２ｃ３にかかる電圧より上昇するから、両方のコンデンサーに充電される。とあるのですが、どういうことでしょうか？ (2)解答に、ｃ２ｃ３の間は絶縁され、ｃ３に充電された電荷とｃ２で増加した電荷は同じ量である。そこで、ｃ２の電気量からｃ３の電気量を引けば、ｓ２を閉じる直前にｃ２が蓄えていた電気量になるとあるのですが、どういうことでしょうか？ 高校物理、コンデンサー 図のような回路を考えます。また、（１）の段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ１，ｖ２、（２）（３）段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ1`、ｖ２‘、ｖ３‘と表します。各コンデンサーの容量はC、それぞれの電池電１、電２の起電力はVです。 （問題） （１）スイッチｓ１を閉じて、十分時間がたった後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （２）（１）の状態からｓ１を開き、ｓ２を閉じ、十分時間が経過した後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （３）（２）の状態でG、Y間の電位差を求めよ。 （疑問） （１） 私の解答ｃ１、ｃ２に蓄えられる電気量は等しいから、ｃｖ１＝ｃｖ２⇔ｖ１：ｖ２＝１：１ゆえ、ｖ２＝１／２V （２）ｓ１を閉じると、ｃ１に蓄えられていた電荷は動けない。ｃ２からｃ３へと電２の起電によって電荷が移動する。 電圧降下はｖ２‘＋ｖ３‘＝V 電気量の保存を考えてーｃｖ１＋ｃｖ２＝ーｃｖ１＋ｃｖ２‘－ｃｖ３‘⇔ｃｖ２＝ｃｖ２‘－ｃ（V－ｖ２‘）⇔ｖ２‘＝３／４Vゆえ、答えは３／４ｃｖ (1)解答に、ｓ１を開き、ｓ２を閉じたとき、ｃ２ｃ３には全体として、Vの電圧がかかる。スイッチを閉じる前のｃ２ｃ３にかかる電圧より上昇するから、両方のコンデンサーに充電される。とあるのですが、どういうことでしょうか？ (2)解答に、ｃ２ｃ３の間は絶縁され、ｃ３に充電された電荷とｃ２で増加した電荷は同じ量である。そこで、ｃ２の電気量からｃ３の電気量を引けば、ｓ２を閉じる直前にｃ２が蓄えていた電気量になるとあるのですが、どういうことでしょうか？ 電磁気 コンデンサ (1)静電容量Ｃ１、Ｃ２の２個のコンデンサが、それぞれＶ１、Ｖ２ の電位差で充電されている。これらを電圧の向きが同じ方向になるように 並列に接続したとき、共通の電位差およびエネルギー変化を求めよ。 (2)間隔が0.01ｍの平行導体板に500Vの電位差を加えたとき、導体板に 働く単位面積あたりの力を求めよ。 この二つの問題なんですが、 (1)電位差はＱ＝ＣＶよりＶ＝Ｑ/Ｃなので Ｖ＝(C1V1+C2V2)/(C1+C2)となるのはわかるのですが、 エネルギー変化がわかりません。 (2)は単位面積あたりの式の求め方がわからないので、お願いします。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市（長野県）在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科（小学校・中学校）化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他（自然科学） カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル？プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す！格安SIMと端末選びのポイントは？ 友達って必要？友情って何だろう 大震災時の現実とは？私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ！負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
お礼
みなさん解説ありがとうございました。