Question

@??

良問の風102（5）についてです。
解説のマーカーを引いた部分は、回路に抵抗がないため0になるのではないかと思ったのですが、なぜこのようになるのですか？

書き込みで見にくくなっておりすみません🙇‍♀️

C3
102 図はコンデンサー C, Cz, Cs(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 C。
C1
C2
S2
R
Si
とを充電した。
(1) C, に蓄えられる電気量はいくらか。
\(2) Ca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。

Cs にかかる電圧はいくらか。
(4) Ca 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。

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
ひんち
102 (1) C,と Caは直列で、各成容量を Ciz とすると
; Cu-c
}CV ①
-とze
Ci2=
Ci2
C
2C
Q
1つと見ると
V2
電気量Qは
Q=CzV =
+Q
Qは C,の電気量でもある。
C2
(2) Qは C. の電気量でもあり,Caの電圧を Ve とすると
a b
Q-V
V:=2C
全体を解いて
から部分へ
Q= (2C)V。
5り解」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 =D2:1に分配して求めてもよい。
て充電が終わり電流は0となる。つまり,十分に時間がたっとコンデンサ、
る。すると Ciz と C, の電圧は同じVくになり,並列になる。その合成容真。
静電気では
6-導体は等電位。
抵抗も導体
o
は Ca と C, の和に等しく、全電気量はQ み々
C·V'
2
3
11
3
Q =Ci2aV'=
D
ののQを代入することにより
V=音v
C
4) Ciz の電気量Q'を求めればよく(直列をなす C. も C2 もQ)
2
Q、=CaV'= 3c V=CV
2
11
4
33
(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
2
3
C·v-1.1
23
V
三
C
1j CV?
2
Cia
Ci2sV'2=
三
2
このように,後の静電エネルギーは CaV'? とすると早いが,
t C.vcv
; CV?+- C.V'2
としてもよい。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

現在成長形

回路に抵抗がないんでしょうか？

@??

最初の条件では入ってません

現在成長形

Ⅱ.S_1開けて、S_2閉じる。の後に(5)があるので、抵抗Rは回路にあることになると思います。

@??

その後からだけで考えるなら、マーカーの部分のC12はC123になると思ったのですが、、どうでしょうか？

@??

なので1と繋がっているのだと判断しました、

現在成長形

1と繋がってるっていうのは、I.S_1を閉じる。のことですか？

@??

llの前のIの部分です。

現在成長形

あ、それは繋がっていますよ。
Iで２つのコンデンサーにエネルギーを溜める。IIで溜まっていたエネルギーが３つのコンデンサーに溜まる。
そうするとエネルギーの総和が、２つのコンデンサーに溜まってた時に比べると３つのコンデンサーに溜まってる時は減少する。
この減少の原因は、熱エネルギー(ジュール熱)で出ていってしまったものだと考える。

という感じですね。
(Iで溜まったエネルギー) － (IIで溜まったエネルギー) = (熱エネルギー)
という関係です。

@??

遅くなってしまい申し訳ないです、、
説明納得しました！ありがとうございました🙇‍♀️