上面と下面の面積が違う場合の抵抗及び静電容量についての計算方法についてどなたか教えて下さい。(上面積S1、下面積S2、厚さd、抵抗率ρ、誘電率εとした場合どのように計算されるのか分かりません。)

A 回答 (7件)

抵抗の場合のみ書きます。


ただし、合っているかどうか、
参考書がないので自身ありません。

容量の場合1/Cで積分後、逆数をとればいいと思います。

S1>S2と仮定します。
関数S(x)を次のように導入します。
S(x)= S1 - ((S1-S2)/d)*x --- (1)
すると S(0)=S1, S(d)=S2 となります。

点Xにおける、厚さdxの微小抵抗値をdr(x)とすると、
dr(x) =ρ*dx/S(x)=ρ*dx/(S1 - ((S1-S2)/d)*x) ---(2)

全体の抵抗値Rは直列抵抗dr(x)の合成と考えて、
微小抵抗値をdr(x)をX=0からX=dまで
積分すれば求まります。

R = ∫dr=∫ρ*dx/S(x) 積分範囲はX=0からX=dまで
 =ρ*(-d/(S1-S2))*[log(S1 - ((S1-S2)/d)*x)]X=0からX=d
 =ρ*(-d/(S1-S2))*(logS2 - logS1)
 =ρ*(d/(S1-S2))*log(S1/S2). ---(3)

ちなみに、S1=S2の場合、(3)で、S1→S2の極限を
とると、次式が得られます。
R=ρ*d/S2.
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この問題は極板の間を薄層に分割してそれが直列につながっているとして計算すれば良さそうに思われがちですが厳密に言うと違うのです。

容量が
 C=(ε*(S1-S2))/(d*log(S1/S2))
で与えられるとすればS1→∞とするとCは無現大になります。しかし、極板間の距離が小さい時、No2の方が書かれているように、極板の有効面積は小さい方の極板に近くなるはずです。抵抗も薄層が直列につながっているとして計算することはできません。
 R =ρ*(d/(S1-S2))*log(S1/S2)
とするとS1→∞のときR→0となります。次のような問題を考えてみましょう。X軸上のx=dに電荷qを置き、x=0の位置にY-Z面上に無限に広がった導体があり電位0に保たれているとします。このときのポテンシャルは鏡像法で求めることができ、
 φ=(q/4πε)(1/((x-d)^2+y^2+z^2)^(1/2) - 1/((x+d)^2+y^2+z^2)^(1/2)) …(1)
になります。次ぎに電荷を取り除き、Vを正の定数として
 V=(q/4πε)(1/((x-d)^2+y^2+z^2)^(1/2) - 1/((x+d)^2+y^2+z^2)^(1/2))
で表わされる図形の導体を考え、これを電位Vにすると導体の外部のポテンシャルは(1)になります。導体の外部が抵抗率ρの物質で満たされているとして
 E = -gradφ, j=E/ρ
により無限平板の導体に流入する電流を計算してみると
 ∂φ/∂x = (-q/4πε)((x-d)/((x-d)^2+y^2+z^2)^(3/2) - (x+d)/((x+d)^2+y^2+z^2)^(3/2))
よりx=0での電場の強さは
 (q/2πε)(d/(d^2+y^2+z^2)^(3/2))
となるから全電流は
 I=(dq/2περ)∫dθ∫[0~∞]rdr/(d^2+r^2)^(3/2)
  =(q/ερ)
極板間の抵抗は
 R=V/I=Vερ/q
となって距離dに依存しないという結果になりました(ホンマかいな)。これは極板の外部が全て低抗体とした場合の結果ですから、低抗体が外部空間のすべてを占めていなければ抵抗がこれより小さくなるばずはありません。
 それでは極板の上面と下面の面積が異なるときの抵抗や容量はどう計算したら良いのでしょうか。私が思い付く方法としては
(1)有限要素法などによる数値計算
(2)変分法
(3)ラプラス方程式をデカルト座標で変数分離すれば一般解は
 φ=Σ(A1exp(ax)+A2exp(-ax))(B1exp(bx)+B2exp(-bx))(C1exp(cx)+C2exp(-cx))
 (a^2+b^2+c^2=0)
となるので境界条件からこの解の定数の値を決める
といったところです。
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ご質問の容量関し、具体的な式の回答が無いので参考まで出します。


計算方法は、#1と同様です。

容量C1,C2・・・,CNを直列した合成容量Cは、
1/C = 1/C1 + 1/C2 + ・・・+1/CN
であることを利用します。
#1と同じ関数S(x)をそのまま用います。

点x(>=0,<d)における、厚さdxの微小容量の逆数を(1/C)(x)とすると、
d(1/C)(x) =dx/(ε*S(x))=dx/(ε*(S1 - ((S1-S2)/d)*x)) ---(1)

全体の合成合成容量の逆数1/Cは、微小容量の逆数(1)の合成と考えて、
微小容量の逆数d(1/C)(x)をX=0からX=dまで
積分すれば求まります。

1/C = ∫d(1/C)=∫dx/(ε*S(x)) 積分範囲はX=0からX=dまで
 =(1/ε)*(-d/(S1-S2))*[log(S1 - ((S1-S2)/d)*x)]X=0からX=d
 =(1/ε)*(-d/(S1-S2))*(logS2 - logS1)
 =(1/ε)*(d/(S1-S2))*log(S1/S2). ---(2)

全体の容量は、(2)の逆数ととれば(3)として求まります。

C=(ε*(S1-S2))/(d*log(S1/S2)). ---(3)

なお、#3でwan_wanさんが紹介されたRC=ρεの関係と
#1の抵抗値を用いれば、上記計算無しで直ちに(3)が得られます。

正しいかどうか、図書館等で調べてください。
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regopiさん、こんにちは。

私は以前、伝導度が一様でない物体の抵抗をどの様に計算するかを考えて変分法で計算するのが良いという結論になりました。上面と下面の面積が異なる場合の抵抗や容量も変分法によるのが良いと思います。以下に容量の場合について示します。
 導体の表面をΓ1, Γ2、外部をGとします。ポテンシャルUはGで
 div(εgrad u)=0 …(1)
を満たし、
 Γ1上でu= V/2, Γ2上でu= -V/2 …(2)
となっているとします。すると電荷は表面積分
 Q= -∫Γ1(∂u/∂n)dS
で与えられ、C=Q/Vが容量となります。(1)は汎関数
 2J[u]=∫(grad u)^2 εdxdydz
に対するEuler方程式とみなせます。(2)を満たす(1)の解uにたいしJ[u]を計算すると部分積分を行って
 2J[u]=-∫Γ1u(∂u/∂n)dS-∫Γ2u(∂u/∂n)dS
    -∫u div(εgrad u)dxdydz
   = VQ = V^2C
したがって(2)を満足するuに対して
 (2/V^2)J[u]=(1/V^2)∫(grad u)^2 εdxdydz …(3)
の最小値が容量となります。すべての関数から最小値を求めると正確な解になりますが関数の範囲を人為的に制限して最小値を求めると近似値となります。(2)を満足するパラメーターを含む関数に対して(3)が最小になる様にパラメーターの値を決めるという方法で容量が計算できます。抵抗も同様に変分法で計算できます。詳細は下記の本を参考にして下さい。
 寺沢寛一編「自然科学者のための数学概論(応用編)」
ラプラス方程式はデカルト座標でも極座標でも変数分離して一般解が求められますので厳密解も求められるでしょうが変分法をお勧めしたいです。
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書き終わってから思いついたのですが、コンデンサーとして使える程度の極板間の距離であるならば、可変コンデンサーのことを考えると、面積の小さい方の極板面積で計算しても実用上問題はないと思う。

と答えるのも、物事の本質を捕らえたと受け止められるかも?しれませんね?(当然、前提のウンチクは必要ですが?)現実の世の中は、誤差を考慮した近似値による判断が動向を見極めるには重要であるというのは、、言い訳でしかないでしょうね?
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regopiさん、こんにちは。

電気理論の勉強を始めたばかりなので、完全な回答をだすことはできませんが、私の解る範囲で考える限り、この問題に与えられた条件だけでは答えは出ないと思います。
多分、静電容量と抵抗値の類似性をポイントとした問題から派生したと思われます。たしかに、電流密度と電束密度の分布が類似している場合(この表現が正しいかは、自信がありません。)、RC=ρεの関係から一方を特定すれば他方が計算的に求まるという手法はあります。
しかし、2つの電極の面積が異なる条件で、電流密度と電束密度の分布も類似する条件は、かなり限られていると思います。(例えば、同芯球体の一部、同芯円筒状の一部であるなど<平行極板の場合、短部の電界の歪を無視して、2つの電極の面積が等しい必要があります。>)(この条件がつくならば電験2種レベルの参考書に詳細に記載されていますので必要に応じて参考にしてください)
特に、No2の方が想定されている(並行極板で、2つの極板の面積が異なる)場合の静電容量は、私の頭では計算する方法が解りません。何故ならば、No2の方が指摘している通り、極板の各点からの距離が異なることから、導体の表面の電位は同電位という導体の条件を成立させるためには、電荷の分布を不均一とせざるを得ず電極の形状以前に電界の分布が特定できないと思うからです。(計算式を別途送るとのことですが、短部の電界の歪などをどのように特定されどの様な式に乗せるのか興味深々で私も勉強させて頂くつもりです。)
抵抗については、No1方がおっしゃるとおりに、積分すれは求まると思います。
全く自信はありませんので、間違っていたらごめんなさい。(回答、補足要求以外にアドバイスしかないので、一応アドバイスを選びましたが?)(gooの管理者に要求、人の質問に便乗質問できる、私も疑問に思っていたなどの回答の種類をつけてください)<-自分で質問しろと怒られそうですが?)
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regopiさん、こんにちは。

この問題は間違えやすいと思います。
 R = ρ*(d/(S1-S2))*log(S1/S2)
とするとS1→∞のときR→0。これはおかしいですね。上面と下面の面積が異なるので横から見ると下の図の様に台形になっているとします。

    ___
   /   \
  /     \
 /       \
  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
すると側面近くでは電流は斜めに流れますので鉛直に流れるときよりは大きい抵抗を感じますが、i536さんはそれを考慮されていません(S1とS2が大きく違わない時の近似にはなっていると思います)。中央を鉛直に流れる方が抵抗が少ないので中央付近を鉛直に流れる部分が大きいと思われますが、側面近くを斜めに流れる成分もないわけではありません。そして全体の電流分布は消費エネルギーを最小にするように分布すると思われます。つまり変分法で定式化することが示唆されます。後で計算をお送りしますので、もう少しお待ち下さい。
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Qコンデンサのエッジ効果はどうやって計算されますか?

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5

平行平板のコンデンサの容量はwikiに書かれていますように
C=εA/dで表されます。
しかしながら電極面積が電極間距離よりも小さくなるエッジ効果が現れるために上記の式で表されなくなります。
ではエッジ効果を含めて容量を表す式はどのような形になるのでしょうか?
検索したり書籍などを当たってみましたが、見つかりませんでしたので
教えて下さい。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

二つのコンデンサが並列接続のとき全体の容量はそれぞれの容量の和になることは良く知られています。しかしエッジ効果があると電荷は表面に一様には分布しなくなります。それを考慮すると極板がつながっているとき、容量について単純な加算は成立しなくなります。正確な容量を計算することはそれほど簡単ではありません。
極板の形状が単純でない場合の容量の計算は表面電荷法、電荷重畳法、有限要素法、境界要素法などの方法があり、「数値電界計算」のようなタイトルの本に解説されています。
http://www.tdupress.jp/cgi-bin/detail.cgi?i=ISBN978-4-501-11310-0
解析的な方法としては等角写像法が昔から知られていましたが、使える場合は限られています。
参考になりそうな文献を挙げておきます。
http://www.icrepq.com/ICREPQ'09/451-izquierdo.pdf
http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/EM/nishiyama_ieeetcpmt_16_360_93.pdf

二つのコンデンサが並列接続のとき全体の容量はそれぞれの容量の和になることは良く知られています。しかしエッジ効果があると電荷は表面に一様には分布しなくなります。それを考慮すると極板がつながっているとき、容量について単純な加算は成立しなくなります。正確な容量を計算することはそれほど簡単ではありません。
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Q同心球導体球の接地について

同心球導体球の接地について、過去に質問されていなかったのでおねがいします。
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Aベストアンサー

(1)内球と外球の電荷
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  半径 r の球面上の電界を E2(r) とすれば、Gaussの定理より、4*π*r*E2(r) = - Q'/ε → E2(r) = -Q'/(4*π*ε*r^2) --- [2]
  半径 r の球面上の電位を V2(r) とすれば、V1 - V2(r) =∫[r~b] E2(r) dr = -Q'/(4*π*ε)*( 1/b - 1/r ) 。
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Q台形の導体板の抵抗について

画像のような厚さt一定の台形の導体板のA-B間の抵抗を求めよ。低抗率はρとする。
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(lnは自然対数)

Q誘電率(ε)と誘電正接(Tanδ)について教えてください。

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また、その理論はどこからどうやって出されているのでしょうか?
もしよろしければその理論を、高校生でもわかる説明でお願いしたいのですが・・・。ご無理を言ってすみませんが宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

電気屋の見解では誘電率というのは「コンデンサとしての材料の好ましさ」
誘電正接とは「コンデンサにした場合の実質抵抗分比率」と認識しています。

εが大きいほど静電容量が大きいし、Tanδが小さいほど理想的な
コンデンサに近いということです。
よくコンデンサが突然パンクするのは、このTanδが大きくて
熱をもって内部の気体が外に破裂するためです。

伝送系の材料として見るなら、できるだけ容量成分は少ないほうがいい
(εが少ない=伝送時間遅れが少ない)し、Tanδが小さいほうがいい
はずです。

Q積分で1/x^2 はどうなるのでしょうか?

Sは積分の前につけるものです
S dx =x
S x dx=1/2x^2
S 1/x dx=loglxl
まではわかったのですが
S 1/x^2 dx
は一体どうなるのでしょうか??

Aベストアンサー

まず、全部 積分定数Cが抜けています。また、積分の前につけるものは “インテグラル”と呼び、そう書いて変換すれば出ます ∫

積分の定義というか微分の定義というかに戻って欲しいんですが
∫f(x)dx=F(x)の時、
(d/dx)F(x)=f(x)です。

また、微分で
(d/dx)x^a=a*x^(a-1)になります …高校数学の数3で習うかと
よって、
∫x^(a-1)dx=(1/a)*x^a+C
→∫x^adx={1/(a+1)}*x^(a+1)+C
となります。

つまり、
∫1/x^2 dx=∫x^(-2)dx
={1/(-2+1)}*x^(-2+1)+C
=-x^(-1)+C
=-1/x+C

です。

Q誘電体に働く力がわかりません

「面積S、横幅Lの導体平板が2枚、間隔dを空けて存在する並行平板コンデンサがある。このコンデンサに電圧Vを印加しながら、コンデンサの右端からxのところまで、誘電率εの誘電体で満たした。真空中の誘電率をε0として、誘電体に働く力Fの方向を求めよ。」
という問題がわかりません。

コンデンサに電荷Qを充電して、電源を外し、誘電体を入れる場合には、コンデンサの静電エネルギーW=(Q^2)/2Cであることから
  F = -∂W/∂x > 0
よって誘電体に働く力の向きはxの増加する方向(コンデンサに引き込まれる方向)だと思いました。

ですが、電圧Vを印加したままの状態だと、コンデンサの静電エネルギーW=C(V^2)/2なので
  W = {εSx/(d×L)+ε0S(L-x)/(d×L)}(V^2)/2
  F = -∂W/∂x
= SV^2/(2d×L)(ε0-ε)<0
よって誘電体に働く力の向きはxの減少する方向(コンデンサから追いやられる向き)だと思いました。
これであっているのでしょうか?

Aベストアンサー

考え方が間違っている。

コンデンサの静電エネルギーの変化と誘電体の運動エネルギーの和は保存しません。
保存量でないためF=-∂W/∂xとはできません。

電源がつながっている状態では電源自体が仕事をするのでその影響を考えないといけないのです。
電源がした仕事=コンデンサの静電エネルギーの増加+誘電体の運動エネルギーの増加
になります。
誘電体が中に入った時、コンデンサの静電エネルギーは増大しますが電源の行った仕事はそれ以上に大きいため誘電体の運動エネルギーは増大します。
(電荷量の増加⊿Qとすると電源の行った仕事はV⊿Qとなります。コンデンサの静電エネルギーの増大は(1/2)V⊿Qですので誘電体に(1/2)V⊿Qの仕事がなされるのです。)

Qコンデンサーの電気容量

長さの異なる極板を、向かい合わせて端が合うようにくるくる巻いていった場合、電気容量はどうなるのでしょうか?面積が異なるので、C=εS/dの式に代入できないと思うのですが。

Aベストアンサー

下の図1のように2枚の極板を重ねて1周だけくるりと巻き、円筒コンデンサを形成した場合の容量についてまず考えてみます。結論から申し上げますとC=εS/dの式からは外れます。理由は内円筒と外円筒で表面積が異なること、また内円筒と外円筒の間の電界が均一でなく、外円筒に近い側で若干弱くなることの2点によります。

円筒コンデンサの容量の計算法については電磁気学の教科書になら大抵書いてありますが、念のため導出しておきます。
内円筒の半径(外径)をr1, 外円筒の半径(内径)をr2とします。円筒コンデンサは十分に長く端の効果は無視できるものとします。

   ──
 /    \r2
│  /\  │
│ r1\/  │
 \    /
   ──

図1 円筒コンデンサの断面

いま円筒コンデンサの長さLの区間に着目します。この区間で内円筒に+Q、外円筒に-Qの電荷が蓄積しているとします。
内円筒・外円筒と軸を共有し、半径r(r1≦r≦r2)であるような円柱面を考えます。この円柱面の側面を通過する電界Eを考えると、Gaussの定理から
E・2πrL=Q/ε  (1)
が成立します。従って
E=Q/2πεrL  (2)
です。
極板間の電位差Vは(2)式を、r1→r2まで積分すればよいので
V=∫(Q/2πεrL) dr [r1→r2]   (3)
 =ln(r2/r1) {Q/(2πεL)}   (4)
と求められます。lnはご存じかと思いますが自然対数です。
容量Cは電位差Vに対する電荷Qの比例係数ですから
C=2πεL/ln(r2/r1)   (5)
と求められます。極板間間隔はr2-r1、内円筒表面積は2πL r1ですが、いずれにしてもC=εS/dとは異なる表式になります。

ただし極板間隔(r2-r1)を一定に保ってr1→∞とすると、その極限では
C→2πεL(r1/r2-r1) (あるいは 2πεL(r2/r2-r1)ともできる)   (6)
となってεS/dに漸近します。(2πL r1=Sであることに留意)
極板間隔に比べ半径が十分に大きければ、平行平板コンデンサに近似できる、ということです。

では図2(A)のように何周もぐるぐると巻いてみたらどうなるでしょう。

(A)
│┃┌────┐
│┃│┏━━┓│
│┃│┃─┐┃│
│┃│┗━│┃│
│┃└──┘┃│
│┗━━━━┛│
└──────┘

(B)
────────────────
      絶縁体 厚さd
━━━━━━━━━━━━━━━━

(C)
      絶縁体 厚さd1
────────────────
      絶縁体 厚さd2
━━━━━━━━━━━━━━━━

(D)
━━━━━━━━━━━━━━━━
      絶縁体  厚さd1   ↑この間で一つのコンデンサ
────────────────
      絶縁体  厚さd2   ↓この間でもう一つのコンデンサ
━━━━━━━━━━━━━━━━

図2 極板を巻いた場合と巻く前の積層構造

(A)では2枚の極板を細線・太線で描き分けていますから留意ください。また図示の制約から四角に巻いていますが丸く巻いたと思ってください。
さてここでちょっと注意が必要です。この(A)を作るために、単純に(B)のような板(むきだしの2枚の極板の間に絶縁体をはさんだもの)を巻いていっては、1周巻いたところで2つの極板がショートしてしまいます。(C)のように絶縁体をもう1層重ねて巻く必要があります。また(D)のようにさらに太線の極板を重ねて巻いても(C)と容量は同じです。太線の極板同士が密着して、新たに一つの極板と見なせるからです。(C)や(D)を巻いて初めて(A)になることを確認してください。
(D)で極板の面積をSとすると、平行平板コンデンサを並列接続したのと同じになりますから(D)のコンデンサの容量はεS/d1+εS/d2と求まります。絶縁体の厚さが同じ(d1=d2)とすればd1=d2=dとして単に2εS/dとなります。

さて(C)や(D)ををくるくると巻いた場合の容量ですが円筒コンデンサの場合と違って解析的に解くことはできません(有限要素法などで解くしかない)。ただし上の円筒コンデンサの例の最後(r1→∞の極限)で触れたように、極板間隔に比べて曲率半径がある程度大きければ平行平板の容量に近似できます。また実物のコンデンサは寸法を正確に作れるわけではなく、そのほか各種の誤差要因があることを考えれば、容量Cを2εS/dで近似して扱っても実際上の不便は生じません。

まとめますと
- 2枚の金属箔(面積S)と2枚の絶縁膜(厚さd)を交互に重ねて巻いてコンデンサを作った場合の容量は、厳密には有限要素法などで解かないと求められない。
- しかし実際問題としては容量を2εS/dで近似しても不便は生じない。
と言えると思います。

下記のページも参考にしてみてください。設定や導出は見かけ上異なりますが、最終的に導いている式は本質的に2εS/dと同じです。
http://www-d.ige.solan.chubu.ac.jp/goto/docs/djk1/p21.ssi

参考URL:http://www-d.ige.solan.chubu.ac.jp/goto/docs/djk1/p21.ssi

下の図1のように2枚の極板を重ねて1周だけくるりと巻き、円筒コンデンサを形成した場合の容量についてまず考えてみます。結論から申し上げますとC=εS/dの式からは外れます。理由は内円筒と外円筒で表面積が異なること、また内円筒と外円筒の間の電界が均一でなく、外円筒に近い側で若干弱くなることの2点によります。

円筒コンデンサの容量の計算法については電磁気学の教科書になら大抵書いてありますが、念のため導出しておきます。
内円筒の半径(外径)をr1, 外円筒の半径(内径)をr2とします。円筒コンデン...続きを読む

Q静電容量って何ですか?

各電線メーカーの電線便覧等にKm当たりの静電容量が記載されておりますが、静電容量とはどういう原理で存在するのでしょうか?
ケーブルの静電容量は、ケーブルが長くほど、太いほど多いとされていますが、どうしてなのでしょうか?

Aベストアンサー

>>5で回答した者です。
>>2補足欄については>>7の方が触れていますが、そもそもケーブルにはシースアース(接地のシールド層)がある
ため、懸架位置は影響しません。導体とシースアースの位置関係、絶縁体の特性によってKm当たりの静電容量を
掲載されているということです。
裸線であれば、絶縁体である空気がコンデンサの誘電体にあたりますから、懸架位置によって静電容量が変動します。
そのため電線メーカーの電線便覧にはKm当たりの静電容量は掲載されていないと思います。

電極間の距離(絶縁体=誘電体の厚さ)を>>5の例で考えれば、「水槽の深さ」が妥当かと思います。
 ・厚さ(深さ)を薄くすると容量(体積)が減る
 ・電圧(水圧)を上げて耐用値を超えると絶縁破壊(水槽が破壊)
   ※この場合の水槽は上面開放でなく密閉構造で想像していただいた方が分かり易いです。

Q対地静電容量って

電気について勉強しているもの(電工2種の知識程度)です。
質問1 漏電と地絡は同じと解釈していいでしょうか?
質問2 対地静電容量という言葉がどうも理解できません、架空電線は大地から空気絶縁されていると思うんですが、本などでは大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが、意味がわかりません、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

質問2 対地静電容量
コンデンサは導体と導体の間に絶縁物を入れたものです。
電線(導体)と大地(導体)の間に絶縁物(空気)を入れているのでコンデンサとなります。
 単位あたり(例えば1mあたり)静電容量としては小さくなりますが配電線など距離が長いので大きな値になったりします。
地面に対する静電容量というイメージでよいです。
ですので「大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが」のその通りです。
電流が流れるかどうかは静電容量の大きさと電圧の大きさによります。

Q変位電流ってなんですか!!!???

現在マクスウェルの方程式を勉強しています。

そこでアンペール・マクスウェルの方程式で、変位電流というものがでてきました。しかし、その教科書ではその名前のことしか教えてくれず、調べてもこれと言ったいいものがありません。

式の導出はいいから、結局変位電流ってなんなの?といった具合です。


教えていただけませんか?具体的にどういうものなのか、どういったときに見られる現象なのか?教えていただきたいです。

ちなみにいくつか調べた結果、変位電流は「実際には存在しない電流である」や「コンデンサで交流を流したときにでるものである」という情報を入手しています。


矛盾していて困っています。

Aベストアンサー

 平行板コンデンサーがあって交流電流が流れているとします。コンデンサーにつながる導線には電流(=電荷の移動)があり、導線の周囲には変動する磁場が生じます。コンデンサーの極板の間には移動する電荷が存在しないので電流がありませんが、では、極板間の空間(の周囲)には磁場は生じないのでしょうか。

 そこだけ磁場が発生しない、というのは不自然で、やはりそこにも磁場が生じるはずだと考え、磁場を生じる原因として電場の変化があると考えられたのだと思います。

 磁場を生じるので電流と同じ働きをするが、電荷の移動である普通の電流とは違う、ということで「変位電流」というような呼び方をするようです。
 ※なぜ位置の変化を表す「変位」という言い方をするのかは私にはよくわかりません。識者の回答を待ちましょう。

http://www.cqpub.co.jp/dwm/Contents/0083/dwm008301420.pdf


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