2. 静電場の物理
   10. 電気容量
       1. コンデンサー
       2. コンデンサーの接続

今日は，電気を貯める話をすることにした．コンデンサーの話である．まずは適当な電荷量を与えた球導体の電位を復習しておく．これはレポート問題で出したものであった．この例では，導体の電位と電荷量は比例の関係にあることがわかる．電荷を２倍にすると，電位も２倍になるという線形関係である．広く一般にこの線形関係は成り立っており，その比例係数を静電容量と呼ぶ．静電容量が大きいと，少ない電位で沢山の電荷が貯められることになる．我々がコントロールできるのは，電荷量ではなくて，電位であることが多い．より大きな静電容量をもつ導体を作りたいわけである．

この後に，なぜ冬になるとドアでに指先からパッチっと静電気が出るのかを話した．人間は或る種の導体だと考えることが出来る．比較的電気は流れるで，例えば，最近の体重計では体脂肪も計れるものがあるが，これは両足につけた電極から電流を流してみて，体の抵抗を計ることで，その脂肪率を推定しようとするのである(きっと，ちがうかも)．静電気の発生は，いすを立つときに背中が椅子と擦れて生じる．どこに電荷が貯まりやすいかと言うのが，次の問題であるが，それは指先のように尖っているところであるということが簡単な考察から分かる．それを示してみた．簡単な模型として，導体につながった2つの半径の違う導体球モデルである．半径の小さい方が曲率が大きく，尖っている方に対応している．適当に電荷を与えて，等電位の条件から半径と貯まる電荷量の関係が分かり，小さい方の電荷(電場)が強いことがわかる．つまり，指先に電荷が貯まるので，そこをドアに近付けるのは危険である．

実はこの前日にセミナーで静電気の話しを聞いた．知らなかったのだが，2つの物質を擦って発生させる静電気には帯電列という規則があるらしい．AとBをこすって，Aに正電荷がたまり，BとCをこするとBに正電荷がたまるとすると，ほぼ必ずAとCをこするとAに正電荷がたまるのだ．ちょっと驚いたのは，擦ったときに帯電する電荷は物質固有なのかと思っていたが，そうではない．上の例ではBは正になったり，負になったりしている．へーーー．いやー，改めて世の中わからないことだらけなんだと痛感しました．本当はそこに関心するのではないんだけどね．(研究ではほぼ同じ帯電列の物質をこすったときの話であった．)

なんて，ヨタ話をしていると，時間がどんどん無くなってしまう．

まじめ?にコンデンサーの容量の話をする．よくでるのは２枚の平行平板コンデンサーである．ガウスの法則の確認もかねて，電場の様子を見てから，電位差を計算し，静電容量を計算する．さらに，もっと一般的に導体と導体を近付けたときにできるコンデンサーの話をした(のだと思う，やはり一週間は遠いか．．．)．

前回のレポートだったかなー，絵で説明して欲しい旨のコメントがあった．普段から図をよく書くようにしていたつもりであったが，今日はいつもの２割増である．それが自分にとってもよかったようである．次に，コンデンサーを並列や直列に接続した場合お合成電気容量を示してみたのだが，思いっきりグニャグニャの導体で図示してみると，導体の性質を考えればすぐに合成容量がわかるような気がする．どうだっただろうか．一応，式でも示しておく(おお，なんかかっこよいと思う．式なんか書かなくても，何が起こっているかがわかるってすごいよね．)．

と，こんな感じの講義だっただろうか．．．

今日はなーし．

1. 半径aとb(>)の2つの球殻導体が同心円にある．このコンデンサーの電気容量 が 4πε₀/(1/a-1/b)であることを示せ．
2. コンデンサーの合成

アースするとはどういうこと．-の電気も流れて行っちゃう?

電位を地球の電位に合わせることをアースすると言います．冷蔵庫とか洗濯機にみどりのコードが付いているけど，あれは蛇口とか導体にくっつけるのが正しくて，それはアースをしていることです．アースするときに，電位が高いと，正の電荷が流れて電位を一定にする．あくまでも，電位を一定にするように電荷が移動するのであって，場合によってはーが流れることもある．荷電粒子が全部出て行くわけではない．

本当は正の電荷は動かんのと違うの?

そうです．実際は負の電荷をもっている電子が動きます．ただ，昔は動く正体がわかっていなかったので，正電荷の動く方向を電流の方向と定めたんです．

なぜ導体の尖っている部分に電荷が貯まりやすいのか?

等電位だと半径の小さい方の電場が大きいから，ということを講義でしめした．

平板コンデンサー間の電場はなぜそうなるか?

ゆっくり考えてみよう．平板電荷の作る電場を２枚重ね合わせればよい．

Frad?Farad?? フラッド?ファラッド?

まちがってたよ．ちゃんと突っ込め!

だいたいコンデンサーで電気ためてどうするの?

どんどん貯めるとそれはそれなりにいいことがある(でしょう)．電池を作るよりも，コンデンサーの方が安いので，一つの電池からとっかえひっかえコンデンサーに電荷を貯めて行けば，多くの電荷が貯められる．それを並列につないで，一気に．．．．．
他にも交流回路につなぐと，低周波の電流を抑制する性質があり，整流するのに役立つ．

• 出張で出かけるので，水曜日までまって． といっている内に一週間がたってしまった．．．．．
• 恒例の「今日のアンケート」はクラスであった．どうやらこのクラスはクラス指定でないので，バラバラの集合のようです．こんな状況でシケ対はどうするんでしょうかね，と余計なことを心配する．
• 今日も十五分前に来てみる．そうだな，もう少しいろいろとお話ができればいいなーと思う．なんか，早めに来ていると熱意を感じると書いてくれている人がいたが，そんなに猛烈に熱いわけではないし，熱いだけではダメであると考えている．
• 今日のコメント集

  1.簡単な練習問題をつくって欲しいです(解答つき)

  そうですね．がんばってみます．

  2. 今日の教室の温度はちょうどいいです．目もバッチリです．頑張るぞー．

  おー．

  3. 今日ははるホッカイロがあったかいです．早く雪が降って欲しいです．

  あなたは雪国育ちではないと見た．雪を知っている人は，けっして雪をのぞまないと思うのだが，どうだろうか．東京の人は雪が降ると大喜びして，すべってころんで病院行く人が多いんだよな．普通はあんな雪では怪我しないよな．

  4.うむ，眠い．．．

  びーーーーーー(睡眠光線)

  5. 遅延証明持ってきたのゆるしてください．

  許さ---ん．

  6. いきなり問題がパッとわかる感覚をずいぶんと久々に感じましたよ．レポートの問題2今現在急遽執筆中(爆)です．

  あれ，ちょっと前には大学入試してたんじゃないんだっけ．
  よく同僚と話をするんだけど，問題見てパッとわかる人は結構いるんだと思うんだけど，それはきっと反射神経的に解いているんだと思う．囲碁とか将棋で，パッと読み筋が浮かぶのと同じだと思うんだけど，それってパターンマッチであって，思考が鋭いのとはちょっとちがうと思うんだよな．頭がよいっていうのは，そういうことなのかなー．

  7. 今日はとっても分かりやすかったです!!

  「は」にちょっと引っかかったりする．．．

  8. No FEAR!

  私も若いころは．．．．今は何でも恐いです．来週くる誕生日とか．．．