コンデンサを含む回路

電気は基本的にすぐどこかへ流れてしまいます。電気を蓄える働きを有する部品がコンデンサーです。

コンデンサーのモデルとして、２つの導体平行板が用いられます。導体に電池をつなぐと、正極とつながっている方に＋Q の電荷が、負極とつながっている方に ーQ の電荷が蓄えられます。電圧が大きくなるほど蓄えられる電荷が大きくなり、単位電圧当たりの電荷を電気容量 C と表します。単位は CV^-1 です。F (ファラッド）で表します。C = Q/V が成り立ちます。Q = CV の方がよく用いられており、コンデンサが出てきたらとりあえずこの式は思い出すとよいです。

コンデンサを含む回路として、スイッチがあり、抵抗とコンデンサを直列につないだ回路について考えます。この回路の特徴として、スイッチをつないで初めのうちは、「コンデンサが抵抗０とみなせる」という点があげられます。すなわち、電圧 V が全て抵抗にかかります。流れる電流はオームの法則より I = V/R です。

しばらくすると電気がコンデンサに溜まってきます。すると「コンデンサは抵抗 ∞ とみなせる状態」となります。いいかえると電流が流れなくなります。コンデンサは充電完了です。この状態で電池をとりさり、導線にすると、コンデンサに溜まっていた電荷が流れるので、電流が発生します。コンデンサの放電です。