コンデンサ

【コンデンサ】片側だけに電圧を印可(帯電している方を接地した場合)

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①初期状態
初期状態(片側を接地しないで電圧を印可したとき)
コンデンサの状態を模擬するために、まず、2つの導体(金属板)に誘電体(絶縁体)を挟みます。この状態では、2つの導体の電位はゼロなので、電位差もゼロの状態です。

②導体Aに電圧を印可したとき
導体Aに電圧を印可(片側を接地しないで電圧を印可したとき)
導体Bを接地せずに浮いた状態にして、導体Aに電圧を印可します(例:電圧源の電圧値1000V)。この場合、導体Aの電位は電圧源と同じになります。一方、導体Bに誘起する電位は導体Aと同じ電位ではなく、誘電分極によって生じた電場によって減少します(V=Edの誘電分極による電位の減少)。
この状態で導体Aから電圧源を取り外しても、導体Aはプラス電荷の逃げ道がないため、1000Vを維持します。

③導体Aを接地したとき
導体Aを接地したとき(片側を接地しないで電圧を印可したとき)
この状態で先ほど帯電させた導体AのみGNDに接続した場合はどのようになるでしょうか。これは帯電させた方(導体A)と同じの方(導体A)の電荷をなくそうということです。導体Aを接地すると、導体Aにあるプラスの電荷がGNDに流れ、電位はゼロになります(導体Bはプラス電荷とマイナス電荷が存在するため、導体Bにあるマイナス電荷には引き寄せられません)。導体Aの電荷がなくなるため、導体Bの電荷もなくなります(マイナス電荷とプラス電荷が打ち消し合います)。その結果、導体Bの電位もゼロとなります。すなわち、帯電させた方をGNDに接続すると、両方の電位がゼロになるということです。

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