式から現象を説明する
- 1電場の中で電荷を動かすW=q E d……
- 2電荷1 Cあたりの位置エネルギーを電位と定義するU=q φ……
- 3電位差と電場を結ぶV=E d……
- 4点電荷のまわりの電位を出すφ=k Qr……
- 5電位が同じ点を結ぶE⊥等電位線……
- 62枚の板に電圧をかけるQ=C V,C = ε₀ Sd……
- 7板の間に誘電体を入れ、電気容量を求めるC'=εr ε₀ Sd……
- ここからUはコンデンサー全体の蓄積エネルギーを表す(ステップ2のU = qφは試験電荷の位置エネルギー)。充電中の電荷をq、最後の電荷をQとする。
- 8充電に必要な仕事から蓄積エネルギーを求めるU=½ Q V=½ C V²……
- 9電池を外して誘電体を入れるU'=Q²2 εr C=Uεr……
- 10電池につないだまま誘電体を入れるU'=½ εr C V²=εr U……
- 発展:合成容量と電場のエネルギー
- 11コンデンサーをつなぐ並列 C₁ + C₂,直列 11/C₁ + 1/C₂……
- 12エネルギーを電場で表すu=½ ε₀ E²……