Follow Us!!:

アプリなら、たくさんの便利な機能が無料で使える!
今すぐアプリをダウンロードして、もっと自由に学ぼう!

履歴の確認
お気に入り・フォローの登録
通知の受け取り
ファイルの作成・追加・複製
メモの作成・確認
モチベボードの投稿
App StoreからダウンロードGoogle Playで手に入れよう
運営会社お問い合わせ利用規約プライバシーポリシー

© 2025, okke, Inc.

静電エネルギー

概要

電荷が蓄えられたコンデンサーを導線に繋ぐと、電荷が移動することで電流が流れてジュール熱を発生させる。

acde429fe36a4618b1f36d2ec7b29fe9.png

このように、電荷が蓄えられたコンデンサーは仕事をする能力、つまりエネルギーを持っていると考えられる。このコンデンサーが持つエネルギーのことを、静電エネルギーという。

コンデンサーに蓄えられた静電エネルギー は、蓄えられた電気量 、極板間の電位差 、電気容量 を用いて と 通りで表される。 の電気容量の関係式からすぐに書き換えられるので、 つだけ覚えておけば十分だ。

導出

コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーを求めるためには、仕事とエネルギーの関係から、コンデンサーに電荷が蓄えられていない状態から電荷 だけ蓄えられた状態にするのに必要な仕事量を求めればよいことになる。

電位の定義から、電位が だけ大きいところに電荷 を動かすには、 の仕事が必要になる。しかし、電荷を移動させていくと、 の関係より電位差も大きくなっていくので、積分の考え方を用いる必要がある。

だけ電荷が蓄えられた状態で微小な電荷 を移動させたときの電位差の増分は無視できるので、このとき必要な仕事 は、

と表せる。

1ae5276b75c44a12b43f3351065c7a0b.png

これを から まで足し合わせると となって、静電エネルギー が求まる。

この計算は、以下のグラフの面積として考えることもできて、こうすると三角形の面積として とかなり簡単に求まる。

7381ce159d0f4ceb8d3bacee2444ef95.png

タグ

関連動画

35:16
【高校物理】電磁気学③(前編)「コンデンサ」(含:電気容量、静電エネルギー、極板間引力) -理論解説編-東大物理学科卒ひぐま
1:48
ちょこっと物理045【静電エネルギー】(高校物理)長旅Pの物理チャンネル
24:30
高校物理の解説:電磁気学①講義7物理の醍醐味を味わうチャンネル
16:04
2004年 東北大(後期)電磁気細川JPの高校物理
10:13
物理 電気10 導体・誘電体の挿入細川JPの高校物理

関連用語

電気容量
電位
電力量
電気力線
電力