図に示す平行平板コンデンサの静電容量［pF］はどれか。ただし、極板間の誘電率ε …
図に示す平行平板コンデンサの静電容量［pF］はどれか。ただし、極板間の誘電率ε は5.0 × 10⁻¹¹F･m⁻¹とする。
- ⑴ 0.10.1pFは計算値の1/5にあたり、面積または間隔の読み取りを誤った場合の値です。
- ⑵ 0.20.2pFも計算値と一致しません。C＝εS/dに正しく代入すると5.0×10⁻¹³F＝0.5pFになります。
- ⑶ 0.5C＝εS/dに図の面積と間隔を代入すると5.0×10⁻¹³F、すなわち0.5pFとなります。これが正解です。
- ⑷ 1.01.0pFは計算値の2倍で、間隔を半分に読み取った場合などに生じます。
- ⑸ 5.05.0pFは計算値の10倍で、面積の単位換算（cm²からm²）を誤った場合に生じやすい値です。
この問題は別冊の図版（写真・標本・心電図など）を見て答えます。図版は転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも所見の読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は⑶です。平行平板コンデンサの静電容量はC＝εS/dで表され、εは極板間の誘電率、Sは極板の面積、dは極板の間隔です。ここではε＝5.0×10⁻¹¹F･m⁻¹と与えられているので、図から読み取った極板の面積と間隔を単位をmに揃えて代入します。計算するとC＝5.0×10⁻¹³Fとなり、1pF＝10⁻¹²Fですから0.5pFになります。面積をcm²のまま代入したり、pFへの換算を忘れたりすると桁を誤りやすいので注意してください。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/iryou/topics/tp240424-06.html）を加工して作成