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コンデンサに蓄えられるエネルギー

電験三種

高圧受電設備には力率改善の目的でコンデンサが使われています。
ですから電気主任技術者は、コンデンサについて理解することが重要です。

本項ではコンデンサに蓄えられるエネルギーについて取り上げます。
コンデンサの役割は電荷を蓄えることです。そしてコンデンサの内部に蓄えられたエネルギー=静電エネルギーになります。
このエネルギーの大きさは、コンデンサに電荷を充電する際に使うエネルギーと同じです。
つまりコンデンサの電極板の間を電荷が移動するときに使ったエネルギーといえます。

静電エネルギーの大きさを求めるときのポイントとなるのは、電極板に蓄積した電荷を微少電荷に分割し、一つ一つ電荷が移動させていく、という考え方です。少し説明します。
まず、1つ目の電荷はそこに電界が無いので0の力で移動します。しかし、2つ目は1つ目に移動した電荷が作る電界によって移動に力が必要になります。3つ目は先に移動している2つ分の電荷の電界の強さが働き、2つ目のときよりも力が必要になります。これを表にすると下記のようになります。

静電エネルギーはコンデンサに電荷を充電し内部に蓄えられた力で、実際にコンデンサが働く力となるエネルギーということです。
理論の中でも実用的で重要なポイントになるので、よく理解しておきましょう。

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