2級電気工事施工管理技士 (第一次検定) 電気工学等 (電気理論・電気機器・電力) 練習問題 第12問: 空気中に置いた平行板コンデンサの静電容量と静電エネルギーに関する次の記述のうち、不適当なものはどれか。ただし、記述にない条件は変えないものとし、極板の端の影響は

「間隔を半分にすると、静電容量はもとの 1/2 になる」が不適当です。平行板コンデンサの静電容量は C = εS/d (ε: 極板間の誘電率、S: 極板の面積、d: 極板の間隔) で表され、間隔 d に反比例します。

間隔を半分にすると静電容量はもとの 2 倍になります。「面積を 2 倍にすると、静電容量は 2 倍」は、C が S に比例することから正しい記述です。

「比誘電率の大きい誘電体で満たすと、静電容量は大きくなる」も、誘電体で満たしたときの静電容量が真空のときの比誘電率倍になる (空気の比誘電率はほぼ 1) ことから正しい記述です。「電圧を 2 倍にすると、静電エネルギーは 4 倍」は、W = CV²/2 で同じコンデンサなら C は変わらず、W は電圧の 2 乗に比例するので正しい記述です。

例えば C = 10 μF に 100 V を加えると W = 10 × 10⁻⁶ × 100² ÷ 2 = 0.05 J、200 V では 0.2 J と 4 倍になります。