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プリント（誘� �体）.pdf

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🔗 Source: phys-edu.net

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👤 Author: くわこけん

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Summary

## コンデンサーへの導体・誘電体の挿入による容量増加のメカニズム

コンデンサーの容量を高めるために、導体や誘電体を挿入することができます。以下にその詳細をまとめます。

1. 導体の挿入:

厚さd2の導体をコンデンサー間に挿入すると、静電誘導により導体内の自由電子が移動し、両端に異符号の電荷が生じます。
この逆向きの電場は元々の電場を相殺するまで成長し、導体内部の電場は0V/mになります。
導体間の電荷の静電気力は極板の電荷を安定させ、より多くの電荷を蓄積できるようになります。
結果として、コンデンサーの容量は元の2倍になります（極板間隔が半分になるため）。

2. 誘電体の挿入:

不導体（誘電体）を挿入すると、誘導分極が起こり、逆向きの電場が発生します。
誘電体は自由電子が移動できないので、完全な0V/mにはなりません。
誘電体間の電荷の静電気力は、コンデンサーの電荷を安定させ、容量を増加させます。
容量は導体に比べて小さいが、真空の誘電率（8.8×10^-12 F/m）に対して比誘電率εrで表される誘電率εを使用することで、容量は増加します。
比誘電率εr=4の場合、誘電率は4ε0となり、容量は4倍になります。

3. 誘電体の部分的な挿入:

コンデンサーの一部に誘電体を挿入すると、直列または並列接続のように合成容量を求めることができます。
直列接続の場合：C合 = 1/ε S d2 + 1/ε0 S d2
並列接続の場合：C合 = ε S 2d / (ε + ε0)

4. 不導体の挿入過程:

充電したコンデンサーに誘電体を挿入すると、誘電体が引き寄せられるような力が働きます。
ゆっくりと等速で挿入するには、誘電体に対して移動方向とは逆向きに外力を加える必要があります。この外力の仕事は負の値になります。

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Description

When a conductor or insulator is inserted into a condenser, it can increase the capacitance.
Inserting a conductor into a condenser creates an induced dipole, causing a new electric field to form inside the conductor.
The electric field eventually cancels out the original field, resulting in a capacitance that is twice the original capacitance.

Technical Information

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Author: くわこけん
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