コンデンサの電荷と静電エネルギーの違い

質問

電験三種の受験勉強をしているのですが
コンデンサに蓄えられる電荷と静電エネルギーは何が違うのか教えていただけないでしょうか。

宜しくお願い致します。

回答No.1

ichmy · ベストアンサー

まじめに回答しようとすると、「そもそもエネルギーって何？」という世界の深淵から説明しないといけませんが
私はマジメじゃないんで、「アナロジー」＝たとえ話で説明します
アナロジーじゃ答えになってないと、嫌う方も多いですが、ご了承ください

電気回路はよく、水の装置でたとえられます。コンデンサーの場合は
集合住宅などで見られる給水塔(以下リンクはwikipedia での説明図)でたとえられます
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Roihuvuori_watertower2.png

図中１．は水を送り込むポンプ、電気回路で言う電源に当たるもの
図中２．は水を貯める給水塔、電気回路で言うコンデンサに当たるもの
図中３．は水供給先の各家庭、電気回路で言う負荷に当たるものです。

この給水塔には、実は２つの機能があって
１つは、水そのものをため込む機能で、仮に上流の水源が断たれても、一定量の水を供給できます

もう1つは、エネルギー（＝水の位置エネルギ）をため込む機能です。
仮に上流の水源と図中1．のポンプと図中３．の各家庭だけあって、
ワールドカップの休憩タイムで各家庭が一斉にトイレを使った場合を考えてください。
普段は問題なく水を送り出せるポンプでも、一斉に水を使われたのでは、送り出すエネルギーが
足りなくなり、水圧が低下し、水の出が悪くなります。
図中２．の給水塔があれば、一時的にポンプ出力不足を補い、水の出を維持できます

ただし、この塔に高さが無く、只のため池だったら、ポンプ出力の補助はできません。

つまり、この例では、次のようにたとえられます
「コンデンサに蓄えられる電荷」　とは　「給水塔の水そのもの」
「静電エネルギー」　とは　「給水塔の水の位置エネルギ」

水の位置エネルギーには高さが必要、
静電エネルギーには電荷が溜まっているだけでなく、電位差が必要

こんな、たとえ話で理解の足しになればいいのですが

参考URL：

http://okwave.jp/qa/q8502943.html

お礼

非常にわかりやすいご回答ありがとうございました！

イメージすることができました！