理論的な議論のために、外部コンデンサーが電圧源を介して接続された2つの平行板で構成され、内部コンデンサーが抵抗器を介して接続された2つの平行板で構成されていると仮定しましょう(これは図に示されていますが、声に出して言われています)。
DC分析:
まず、DC条件で何が起こるかを理解する必要があります。
外側のコンデンサーが何らかの電圧に充電され、内側のコンデンサーが外側のコンデンサーのプレートの間に挿入されたときに、負荷抵抗器の両端の電圧がゼロになると想像してください。ここで、システムが定常状態になったときに内部コンデンサがどうなるかを知りたいですか?
負荷抵抗を流れる電流がゼロでなければならないことは明らかです(そうでなければ、電荷の保存はありません)。これは、内部コンデンサのプレート間に電位差がないことを意味します。これは、次に、内部コンデンサー内に電界がないことを意味します。これは、プレートに電荷がないことを意味しますか?答えは「いいえ」です。負荷抵抗を介して電荷の転送が行われ、転送された電荷がプレートに蓄積され、外部電界が中和されます。
このDC分析から、内部コンデンサのプレートと負荷抵抗を流れる誘導電流の間に電荷移動があることがわかります。
AC分析:
上記の議論から、内部コンデンサに誘導された電荷が外部電界を中和しないと、誘導電流が存在することがわかります。これは、外部電界が振動する場合、内部コンデンサの電荷も振動することを意味します。これにより、負荷抵抗に振動電流が流れます。
誘導電流の大きさが振動電界の大きさに比例することは明らかです。
また、内部コンデンサの面積(電界のフリンジングを無視)、プレート間の距離、プレート間の誘電率に比例することも明らかです。これら3つは、誘導電流が内部コンデンサの静電容量に比例すると言うのと同じです。注:これは、内部コンデンサが外部コンデンサよりも物理的に小さい場合にも当てはまります。
負荷抵抗のため、電荷の移動は瞬時ではなく、RCの時定数を持つ通常のコンデンサの特性に従います。これは、このシステムに固有のローパス動作があることを意味します。
結論:
あなたは正しいです-このセットアップはエネルギーを転送するために採用することができます。
どうして使わないの?まあ、私はここで推測することしかできません。私の推測は:
- 誘電体が外部コンデンサと内部コンデンサの両方で同じであると仮定すると、この設定は電圧を下げる場合にのみ使用できます。
- 固有のローパス動作は望ましくない場合があります。
- コンデンサの面積の制御は、インダクタの巻線数の制御よりも複雑です。
- 一次磁場のほぼ100%が二次巻線を通過するようにするのは非常に簡単です。コンデンサと電界の場合はさらに複雑になります。
- 効率を上げて物理的なサイズを小さくするには、コンデンサを薄くする(プレート間のギャップを小さくする)必要がありますが、これにより降伏電圧が低くなります。
そして、私にはもっと多くの理由があると確信しています。また、この手法が採用されているいくつかの特殊なアプリケーションがあることも確信しています。