誘電性について

質問

誘電性について、

絶縁体に電圧をかけると、電子は多少移動しますが、分子から離れず、物質の両端に電荷があらわれ、プラスとマイナスに分離されます。

と説明がありましたが、このことがどうして電気を蓄えることになるのか、理解できません。
有識者の方がいらっしゃいましたら教えていただけると助かります。

参考URL：http://www.kyocera.co.jp/fcworld/charact/elect/dielectric.html

回答No.2

shintaro-2 · ベストアンサー

>外部にエネルギーを放出しないと、電荷の偏在が解消されません。

ここで言うエネルギーは、電荷の偏在をつくるために投入したエネルギーです。安定した状態から電荷の偏在をつくったので、偏在というのがエネルギーを持っているわけです。

＞物質内で電子の移動したがる動き（偏在を解消しようとする力？）が外部の助けによって促進されると、その電子の移動に伴ってなんらかのエネルギーが発生し、それが外部に放出される、というイメージなんでしょうか。

　ちょっと違います
　内部的には変化が無いのですが外から見ると違うわけで、コンデンサの2枚の電極を考えれば、内側の絶縁体の表面の電荷を打ち消すための電荷が外側の電極にたまります。

　例えばエボナイトの棒をこすって、箔検電器に近づけると箔が開きますよね？

　エボナイトの棒の偏在した電荷により、箔検電器内部の電子が移動し箔検電器の箔の方にエボナイト棒表面の電荷と同極性の電荷が移動して、箔が反発して開くわけです。

　箔検電器の場合は、電荷の移動が自由なので帯電しているものを遠ざければ、電荷の偏在が解消し箔は閉じます。
　しかし、誘電体内部では移動が自由ではないので偏在が解消しないのです。

　コンデンサは、2枚の電極間に絶縁体を挟み、外から電圧を加えることにより誘電体内の電荷の偏在を発生させます。それに対応して、極板に電荷が貯まります。
　見方を変えれば、一方の極板に電子を送り込み、他方の極板から電子を抜き取っているのです。誘電体内で電子の数は変わりませんが、極板の部分は導体ですので、電子の数が変化します。２つの極板を接続すと、電子が移動して（電流が流れ）、エネルギーを取り出すことになります。

お礼

わかりやすい回答ありがとうございました。
イメージができました。

回答No.1

shintaro-2

物質としては電荷の量に変化はありませんが、

そのものの表面を見れば、例えば上側は＋に帯電し、下側は－に帯電しています。まさにコンデンサに電荷を蓄えたのと同じです。

しかも、それは内部で移動できないので、外部にエネルギーを放出しないと、電荷の偏在が解消されません。

だから、電気が蓄えられているのです。

説明になってますか？

お礼

ご回答ありがとうございます。

外部にエネルギーを放出しないと、電荷の偏在が解消されません。

とありますが、このエネルギーというのは何なのでしょうか？

電圧をかける→物質内で電荷に偏りが出来る、まではなんとなくイメージできますが、結局電子の量が物質内で変わっていないとすると、電子が外部に放出されるわけではないんですよね？

物質内で電子の移動したがる動き（偏在を解消しようとする力？）が外部の助けによって促進されると、その電子の移動に伴ってなんらかのエネルギーが発生し、それが外部に放出される、というイメージなんでしょうか。