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誘導加熱解析事例

磁場/磁界 有限要素法 静解析

コンデンサの静電容量計算

(平行平板コンデンサ)



F-VOLT の静電界解析機能を利用して、
平行平板コンデンサの静電容量を求め
ました。

外観は図1、2の通りです。
コンデンサの概観図
図1 平行平板コンデンサの外観
コンデンサの形状
図2 平行平板コンデンサの形状寸法(単位:mm)

静電容量を求めるための理論式は以下のようになります。

上記図1で、

平行平板コンデンサの面積 : S (図2では S = 0.001 x 0.001 (m2))

誘電率 : ε = ε0 x εr
     (ε0 : 真空の誘電率、εr :コンデンサの比誘電率 )

とすると、その電位面間の静電容量を求める計算式は次のようになります。

C = ε x S / d

各リード線への印加電圧は、

上側のリード線へ  1.0 (V)

下側のリード線へ  0.0 (V)

のように設定しました。

解析結果、 以下のような電荷総量(Q)が計算されました。

計算結果 : 2.2135 x 10-10 (F) = 221.35(pF)
    (Q = CV、V = 1.0(V)、Q = 2.2135 x 10-10 (C))

理論式より、理論値は、 C = εx S/d = 2.2135 x 10-10 (F) = 221.35(pF)
               ( ε = ε0 x εr = 8.854 x 10-12 x 200 (F/m)、
                S = 0.01 x 0.01 (m2)、d = 0.0008 (m) )

となり、今回の解析結果値が理論式による計算結果値とほぼ合っていることが
わかります。

またこの場合、電界分布は図3のように
なりました。
電場/電界コンター図
図3 電場/電界分布コンタ図(単位:V/m)

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