Question

り

(3)でなんでQを使えるのかわかりません。
この問題は電圧降下の和＝0とか、孤立部分の電気量保存みたいなのを使って解けますか？

00
C3
102 図はコンデンサー Ci, C, Ca(電気
容量はそれぞれC,2C, 3C), 電池(起
電力V)およびスイッチ S., S。 と抵抗R
からなる回路である。最初,スイッチは
どちらも開いており, いずれのコンデン
サーにも電荷はない。
I.まず,スイッチS. を閉じ, C, と Ca
C2
R
C」
S2
Si
とを充電した。
(h C, に蓄えられる電気量はいくらか。
(2) C。にかかる電圧はいくらか。
I.次に,S, を開いてから, S.を閉じ,十分に時間がたった。
o-O
0-

電磁気
69
(3) C。にかかる電圧はいくらか。
(4) Cに蓄えられる電気量はいくらか。
(5)抵抗Rで発生したジュール熱はいくらか。
(京都産大)

(5) エネルギー保存則より
W=-C(2V)-(2C)V-=CV:
V
+Q
102 (1) C, とC: は直列で, 合成容量を Cia とすると
C2
+Q
C
: Cu=c
1
ミ
C
Ce
-と。
2C
V。
1つと見ると
電気量Qは Q=C,V=cv …O
+Q
QはC,の電気量でもある。
(2) Q は C. の電気量でもあり, C:の電圧を V: とすると
Q= (2C)V。
Ci2
a b
Q_1
V;=2c-V
全体を解いて
から部分へ
別解直列での電圧の比は電気容量の逆比となるので,
Vを2C:C=2:1に分配して求めてもよい。
(3) S. を閉じると,しばらくの間電流が流れる(電気の移動が起こる)が, やが
て充電が終わり電流は0となる。つまり, 十分に時間がたつとコンデンサーは
電流を通さなくなる。抵抗Rには電流が流れていないので, Rは等電位とな
る。すると Cz と C。 の電圧は同じV'になり,並列になる。その合成容量C
は Cie と C。の和に等しく,全電気量はQ だから
静電気では
Q=CaV' = (3c+3c)v=4c-v
v'- v
3-導体は等電位。
抵抗も導体
ののQを代入することにより
(4) Cleの電気量Q'を求めればよく (直列をなす C.も C。もQ')
Q' =C.V'=;c-V= CV
(5) エネルギー保存則よりジュール熱は静電エネルギーの減少分に等しく
4
33
CaV'-- CaV'?=っC.v-
1.11
C·
c(香リー音
23
3
-CV?
11
このように,後の静電エネルギーはっCaV'?とすると早いが,
;CaV'?+; C.V'?
としてもよい。

物理 コンデンサー

Answer 1

哲治

まず電荷QはS2の上半分の閉回路で保存されてます。
外部からの電荷の供給も外部への流出もないからです。
そして各コンデンサー間で電荷の移動が終わると、電流は流れません。
すると抵抗での電圧降下もありません。つまりただの銅線と同じくみなすこととなります。
よってC12にかかる電圧とC3にかかる電圧は等しい。
以下、テキスト通りですね。

り

ありがとうございました！！