コンデンサーの電気容量
１ 目 的
コンデンサーにかかる電圧とたくわえられる電気量とが比例することを確かめ、コン
デンサーの電気容量を求める。
２ 準備物
コンデンサー、電気抵抗(100Ω)､ 直流電源､ 電圧計､ 電流計(テスター)スイッチ､
時計､ グラフ用紙５枚､ はさみ､ 電子てんびん
３ 方 法
(1) 図１のように、直流電源Ｅ、コンデンサーＣ、抵抗Ｒ、スイッチＳ、電圧計Ｖ、電
流計(テスター)Ａを配線する｡
(2) 電源のダイアルを調節して､ 電圧計の値が6.0Ｖになるようにする。
(3) スイッチを閉じて､ コンデンサーを充電する｡ このときの電流計の値をよみ､ 時間
ｔ＝0のときの電流ｉとする。
(4) スイッチを開いて､ 30秒ごとに電流を測定する｡ 測定しながら､ 電流ｉと時間ｔの
グラフをグラフ用紙にかく。
(5) 次に､ 電圧を4.5Ｖ、3.0Ｖ、1.5Ｖと変えて、同じような実験をし、グラフをグラフ
用紙にかく。 このときグラフの目盛りのとりかたは全部同じにすること｡
(6) 図２で、グラフの斜線部分を切りとり、その質量ｍを電子てんびんで測る。また､
同じ目盛りをつけたグラフ用紙の長方形の部分を切りとり､ その質量ｍ０を測る。
４ 整 理
(1) 図３で一定の電流の値をＩ０、時間をｔ０とすると、斜線の部分の電気量は
Ｑ０＝Ｉ０ｔ０ ・・・・・・・・・・①
したがって､ コンデンサーの電気量Ｑは､ 斜線の部分の面積に比例し、 さらに､ 面
積は切りとった紙の質量に比例するから､
となる。
(2) グラフのたて軸に電気量Ｑを、横軸に電圧Ｖをとって、測定値が一直線上に並ぶの
を確かめる｡ さらに､ その傾きより､ 電気容量を求める｡
(3) 電流の値が半分になるまでの時間をＴとすると、コンデンサーの電気容量は
で与えられる。それぞれのグラフよりＴを求めて平均し、③式より電気容量を計算す
る｡ これを理論値としてグラフに点線で直線をかく。
