コンデンサ電荷計算ツールとは？
このツールは、基本となる公式 \(Q = C \times V\) を使って、コンデンサに蓄えられる電荷を計算します。ここで Q は電荷［クーロン］、C は静電容量［ファラド］、V は両極板にかかる電圧です。さらに、電荷をマイクロクーロンで表示するほか、蓄積されるエネルギーも算出するため、電子回路の設計、実験、物理の宿題などに幅広く役立ちます。
使い方
まず静電容量の数値を入力し、単位（F、mF、µF、nF、pF）を選びます。実際のコンデンサはマイクロファラドやピコファラドで定格表示されることが多いので、それに合った単位を選んでください。次にコンデンサにかかる電圧をボルトで入力すると、蓄えられる電荷がその場で表示されます。
公式の解説
コンデンサは、かけた電圧に比例して電荷を蓄えます。すなわち \(Q = C \cdot V\) です。静電容量 C は、1ボルトあたりにどれだけの電荷を蓄えられるかを表す値です。蓄積されるエネルギーは $$E = \tfrac{1}{2} \cdot C \cdot V^{2}$$ で求められ、これがコンデンサが一瞬で大きなエネルギーを放出できる理由でもあります。
計算例
たとえば、100 µF のコンデンサを 12 V まで充電したとします。まず単位を換算すると、100 µF = 0.0001 F です。すると $$Q = 0.0001 \times 12 = 0.0012 \ \text{C}$$、つまり 1,200 µC となります。蓄積エネルギーは $$\tfrac{1}{2} \times 0.0001 \times 12^{2} = 0.0072 \ \text{J}$$ です。
よくある質問
電荷の単位は何ですか？ クーロン（C）です。1クーロンは、1アンペアの電流が1秒間に運ぶ電荷量に相当します。
電圧は必ず正の値でなければなりませんか？ 重要なのは大きさ（絶対値）です。電圧が負の場合は、単に電荷の符号が反対になることを意味します。
なぜエネルギーは電圧の2乗を使うのですか？ 電荷が蓄積されるにつれて電圧が上がっていくため、単位電荷あたりの平均仕事量は最終電圧の半分になります。これにより \(E = \tfrac{1}{2}CV^{2}\) という式が導かれます。
