Question

ひー

I) ② Q‘を求めるときについて、誘電分極により現れる電荷はどのようにして求めればよいですか。

応用例題 33 誘電体の役割
真空中に置かれた. 極板面積 S. 電気容量Cの平行板コンデンサーがあり, こ
れに電圧 Vの電池をつなぐ。充電が終わった後, i ), i)の条件のもと, ①, ②
の操作をする。真空の誘電率を Eu とする。
i)電池をつないだまま。
のコンデンサーの極板問隔を2倍に広げる。
②続いて極板間を比誘電率2の誘電体で満たす。
i)電池を取り外してから、
3コンデンサーの極板間隔を2倍に広げる。
④続いて極板間を比誘電率2の誘電体で満たす。
O~のの操作の後,コンデンサーの電気容量, 種極板問電圧, 蓄えられる電気量,
極板間の電場の強さ, 静電エネルギーをそれぞれ求めよ。
電池につないだまま→電圧 Vが一定。
電池を取り外してから→電気量Qが一定。
考える
S
Co= So, C= ErEo
= S, Co, Q= CV, E=。
03
P
S
(Qは極板上の電荷と誘
電分極により現われた電荷の和)より求める。
S°3

2の操作後は、 図3より、
図3
+CV
電気容量C=D€, G;=2.4-C
V
CV
電池をつないだままなので
極板間電圧 V;=V
電気量 Q=D CVュ= CV
2
CV
-CV
CV-
2
CV
極板間の電場の強さ E.=
EoS
Eo S
2e0 S
1
静電エネルギー Us
CV
2
③の操作後は、 図4より,
図4
+CV
S
電気容量 C。 = Eo'
S
C
2V+ +」
1
ー
2d
2
d
2
*電池を取り外してからなので、
電気量Q= Q = CV
CV
2V
-CV
* 極板間電圧V3=
C。
C
2
CV
* 極板間の電場の強さ E.=
EoS
EoS
* 静電エネルギーUょ=
GV
C, V3°=D CV
2