物理
高校生
解決済み
20番
孤立しているのに電圧があるのは、もともと充電されてるからってことですよね?
54
電磁気
20
I
解 (1) はじめは電圧Vがかか
の電
は0である (それは C2 の上側極板が孤立していて
電気量0のままだから)。
実
V'=
一方, C2 の電気量や電
Q=C,V
S
1
時間的に追うと、G」の電荷の一部が2に移り
の電圧が下がって C2 の電圧が上がりやがて両者
の電圧は等しくなる。 Q₁+0=(C₁+C₂) V'
C1
-V [V] また Q2'=C2V'=
C1+C2
[C]
(2) C1, C2 からなる並列コンデンサーに電圧 Vがかかるから,
全電気量 Q' は Q'=(C₁+C₂) V
並列コンデンサーの電気量の増加はQ'Q=C2V [C]
これこそ電池を通った電気量である。
C₁
次に〈直列〉。直列は,各コンデンサーがは
じめ電荷をもっていないという状況からス
タートする。全体に電圧 V をかけたのが右の
図 a
ありますので
CC2V
C+C2
通過電気量・ 関連する極板の前後の電気量を押さえる
スイッチを通った電気量などもよく問われる。 スイッチにつながる極板はど
れかから思考が始まる。 2つ以上の極板につながる場合は, 総電気量の変化を
追えばよい。
20 V A
fulのコン
/20Vで充電された10μF のコンデン
サー C, と, 10Vで充電された40μFの
ンデンサー2をつなぎ, スイッチを入れ
ると何Vになるか。 図a, bの場合につ
いて答えよ。
る席の確保、長時間
·····ださい
+Q
C2
合わせて
Q₁ +0
C1
図b
[V'
トクQ=CVの単位は[C]=[F]×[V] が基本だが,[μC]=[μF]×[V]
マイクロ
でもよい。 10- を表すが両辺にかかっているからだ。
v合わせて V2
線と
間隔を2倍にするから電圧も2倍とな
り
V=2V
20 はじめの電気量は
C₁: Q=10×20= 200μC
6
C2: Q2=40×10=400μC
図 a….. (Q+Q2) = (C1+C2) Va
:: Va=
図 b・・・この場合は下側の極板の合計電
気量が + となり,陽極になる。 そこで
Q2-Q=(C1+C2) Vo
∴.Vb=.
V: Tal
200+400
10+40
400-200
10+40
-
12 V
=4V
4-5F
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