平行板コンデンサは、電極と絶縁材料が平行 (誘電体) パターンに配置されたコンデンサです。電極は 2 枚の導電板です。間に誘電体があります。プレートの場合、これは仕切りとして機能します。
平行板
平行板コンデンサの 2 つのプレートのサイズは似ています。それらは電源に接続されています。プレートはバッテリーのプラス端子に取り付けられ、プラスの電荷を受け取ります。プレートはバッテリーのマイナス端子に取り付けられ、マイナスの電荷を受け取ります。電荷は引力によってコンデンサのプレートに閉じ込められます。
平行平板コンデンサの原理
平行板コンデンサは、中央に配置された誘電体によって分離された 2 つの平行な導電性金属板で構成されます。 2 つのプレート間に定義された電位差がある場合、プレート間に静電界分布が作成されます。 2枚のプレートの間に均一な電界分布があります。エッジ効果により、電気力線はコンデンサのエッジで曲がり、発散します。平行板コンデンサは最も単純なコンデンサです。
静電容量
静電容量は、システムの電荷の変化とその電荷の電位の変化の比率として定義されます。
導電板にはいくつかの電荷 q1 と q2 があります（通常、一方のプレートが +q の場合、もう一方のプレートは -q の電荷を持ちます）。プレート間の領域にある電界は、導電プレートに与えられた電荷に依存します。また、電位差 (V) が電場に比例することもわかっているため、
Q∝V
Q=CV
C=Q/V
こちら
Q =チャージ
V =潜在的な違い
C =静電容量
コンデンサの用途に応じて、コンデンサの静電容量は固定または可変です。静電容量の式から、「C」は電荷と電圧に依存することがわかります。静電容量は、実際にはコンデンサの形状とサイズ、および導電板間に使用される絶縁体にも依存します。
静電容量の標準単位
静電容量の標準単位はファラッドです。しかし、ファラドは実用上は大きな単位です。したがって、静電容量は通常、マイクロファラッド (µF) やピコファラッド (pF) などのファラッドのサブ単位で測定されます。
ほとんどの電気および電子アプリケーションは、計算を容易にする次の標準静電容量単位 (SI) でカバーされています。
1 mF (ミリファラッド) =10-3F
1 F (マイクロファラッド) =10-6F
1 nF (ナノファラッド) =10-9F
1 pF (ピコファラド) =10-12F
平行板コンデンサの静電容量
平行板コンデンサには 2 つの同様の導電性プレートがあり、これら 2 つのプレートの表面積は A で、それらの間の距離は d です。電圧 V がプレートに印加されると、電荷 Q がプレートに蓄えられます。
電荷間の力は電荷値とともに増加し、分離距離とともに減少します。プレートが大きいほど、より多くの電荷を蓄えます。したがって、C の値は、A の値が大きいほど大きくなります。プレートが近くにあるほど、プレートに反対の電荷が引き寄せられます。したがって、C は d が小さいほど大きくなります。
誘電体のない平行平板コンデンサの静電容量
プレート上の電荷密度の式は
σ=Q/A
こちら
σ=電荷密度
Q =チャージ
A =面積
分離距離 (d) が小さい場合、プレート間の電界は均一であり、大きさは次のように与えられます
E=σ/Σ0
プレート間の電界が均一になると、プレート間の電位差は
プレート間に誘電体が充填された平行平板コンデンサの静電容量
電荷は、材料の小さな双極子モーメントによって 2 つのプレートでシールドされます。この結果、誘電体の影響は、2 つのプレートの間に置かれた変化になります。材料の透磁率は、相対透磁率 k で表されます。
誘電体が満たされたときの平行板の静電容量は次のように与えられます
平行板コンデンサの静電容量は、2 つの板の間に誘電体を配置することで増加し、透磁率 k の値は 1 を超えます。
静電容量に影響する要因
静電容量は、導体の形状とサイズによって異なります。
静電容量は、2 つの導体間の媒体にも依存します。
静電容量は、近くに他の導体が存在することによって影響を受けます。
結論
平行板コンデンサは、電極と絶縁材料が平行 (誘電体) パターンに配置されたコンデンサです。
静電容量は、システムの電荷の変化とその電荷の電位の変化の比率として定義されます。
静電容量は、実際にはコンデンサの形状とサイズ、および導電板間に使用される絶縁体にも依存します。
静電容量の標準単位はファラッドです。
誘電体のない平行平板コンデンサの静電容量は次のように与えられます
