新人のための電気の基礎知識（静電気）
| ２．直流回路 ２．１．オームの法則 ２．２．電力・熱エネルギー ２．３．直流回路の計算 ２．４．電源（電池）の接続 |
３．磁気 ３．１．電流と磁気の関係 ３．２．磁力・磁束 ３．３．磁性体 ３．４．電磁誘導 |
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５．交流回路 ５．１．正弦波交流 ５．２．ベクトル ５．３．RLC回路 ５．４．位相 |
６．三相交流 ６．１．三相交流 ６．２．三相結線 ６．３．交流電力 ６．４．三相四線式・単相三線式 |
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| 電子 | ・原子は、原子核と、原子核の周りを回る、−の電気量を持つ電子からなりたっている。 ・原子核は、＋の電気量を持つ陽子と中性子からなる。 ・電子は外側に行くほど結合力（原子核と引き合う力）が弱まる。 ・（原子核の＋の電気量と均衡した電子を持つ）原子から電子（の一部）が離れると、 その原子は＋の電荷となり、離れた電子は−の電荷となる。 |
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| 自由電子 | ・金属では外側の電子が離れ自由電子となり、原子は＋電荷となる。 ・自由電子が＋電荷の原子間を移動する事で熱や電気を運ぶと考えられる。 （金属は自由電子を持っているので電気を通しやすい） |
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| 静電気 | ・物体が電気を帯びる現象を帯電といい、物体に生じた電気を静電気という。静電気は電荷のやりとりによって起こる。 ・−電子を失った原子が＋イオンとなり、受け取った原子は−イオンとなる。 |
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| 静電誘導 | 絶縁された金属などの導体に帯電した物質を近づけると、近づけた側に反対の電荷が現れる。 この現象を静電誘導という。 |
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| 静電遮蔽 | 絶縁された導体を、（絶縁物を挟んで）接地した導体で囲むと、その外側から帯電された物質を近づけても、内側の絶縁された導体は影響をうけない。 また、内側導体の電荷の変化は外側の導体に吸収されるため、外部へ漏れにくい。 |
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| 電荷 | ・電荷には＋の電荷と−の電荷がある。 ・同極性の電荷は反発しあい、異極性の電荷は引き合う。 ・電荷量はクーロン［C］で表される。 |
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| クーロンの法則 | 真空中に、電気量Q1,Q2を持つ2つの電荷がｒ［ｍ］の距離をもって存在する時の静電力F［N］は ・Ｆ[N]＝Q1Q2／（４πε0ｒ2） ＝（９×１０9）×（Q1Q2/ｒ2） |
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| 電界の強さ | 電界１Cの電荷を置いた時に同電荷に働く静電気の大きさ F[N]＝９×１０9×Q／ｒ2 電荷Q[C]からｒ[m]離れた点の電界強さ Ｅ[V/m]＝９×１０9×Q／ｒ2 |
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| 静電力 | 平等電界中EにQの電荷を置いた場合の静電力F[N] F[N]＝Q[C]×E[V/m] |
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| 誘電率 | ・真空中の誘電率 ε0［F/m］＝１／（４π×９×１０9）＝８．８５４×１０-12 |
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| 比誘電率 | ある物質の誘電率εと、真空中の誘電率ε0の比を比誘電率εrという。 εr＝ε／ε0 ・乾いた空気の比誘電率＝1.000536（２０℃） ・水の比誘電率＝80.4（２０℃） |
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| 静電容量 | 真空中に2枚の同一面積の導体を離して置き、両者に＋Q、ーQの電荷を加えると、両者間にQに比例して電位差Vが生じる。 この時の比例定数Cを静電容量という。（単位[F]） Q[C]=C[F]×V[V] C[F]＝（１／（４π×９×１０9））×S／ｄ ＝８．８５４×１０-12×S／ｄ S：導体の面積[m2]、ｄ：導体間の距離[m] |
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| コンデンサの動作 | ・2枚の導体の電位が、2枚の導体に印加される電位と等しくなるまで電流が流れるが、等しくなると電流は止まる。（直流は流れない） ・2枚の導体に印加される電気の極性が逆転すると、再び電流は流れる（変化を繰り返す交流は流れ続ける） |
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| コンデンサの容量 （キャパシタンス） |
コンデンサの容量は内部の絶縁体の誘導率にも左右される Ｃ[F]＝εS／ｄ または C[F]＝ε0（εr×S／ｄ） ε：絶縁体の誘導率[F/m] εr：比誘導率 ε0：真空中の誘導率 Ｃ：キャパシタンスまたは静電容量 |
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| コンデンサに蓄えられるエネルギー | Ｗ[J]＝(1/2）×VQ ＝(1/2)×CV２・・・・Q=CVを代入 ＝(1/2)×Q2C・・・・V=Ｑ／Ｃを代入 |
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| コンデンサの耐電圧 | コンデンサに印加できる最大電圧を耐電圧といい、この値を超えるとコンデンサが破壊し、短絡状態となる可能性がある。 | |||||
| コンデンサの並列接続 | Ｃ１，Ｃ２，Ｃｎにはそれぞれ等しい電圧”Ｖ”が印加される。 従って Ｑ１＝Ｃ１×Ｖ、Ｑ２＝Ｃ２×Ｖ、Ｑｎ＝Ｃｎ×Ｖ 合成の電荷Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３ Ｑ＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃｎ）×Ｖ・・・・（上記式を代入） Ｑ＝Ｃ×Ｖなので合成静電容量は、 Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃｎ となる。 |
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| コンデンサの直列接続 | Ｃ１の電源側に＋Ｑ[C]の電荷がたまると、同様に反対側（C2に接続されている側）に−Q[C]の電荷が生じる。 C1の−Ｑ[C]の電荷により、C2の”C1に接続されている側”に＋Q[C]の電荷がたまる事になる。同様の事がCnでも起こり、結果として、C1,C2,Cnの電荷Ｑ［C]は同じ値となる。 各々の電圧は、 Ｖ１＝Ｑ／Ｃ１、Ｖ２＝Ｑ／Ｃ２、Ｖｎ＝Ｑ／Ｃｎ Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖｎ Ｖ＝Ｑ（１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃｎ）・・・（上式を代入） 同式を”Ｃ＝Ｑ／Ｖ”に対応させると、 合成静電容量は、 Ｃ＝１／（１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃｎ） となる。 |
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| コンデンサ接続 並列・直列の 組みあわせ |
Ｃ＝１／（１／Ｃ１＋１／（Ｃ２＋Ｃ３）） 式を整理・変形させて Ｃ＝（Ｃ１×（Ｃ２＋Ｃ３））／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３） |
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