Question

Σ

電気量の符号はどのように決めるのでしょうか？
三枚目の写真ではダメなのですか？

385 コンデンサーの接続■ コンデンサー C1,
C2
と起電力 V, 2Vの2つの電池, および2つのスイッ
チS1, S2 を図のように接続した回路がある。 コンデ
ンサー C および C2 の電気容量はいずれもCであり,
初め, スイッチ S1 S2 は開いており、2つのコンデン
サーには電荷が蓄えられていない。
V
C1
S2
2V
S1人
C2
MELAS 10
(1) スイッチ S1 を閉じて十分時間が経過した後のコンデンサー C1 に蓄えられた電気量
を求めよ。
(2)次に, スイッチ S1 を開いてからスイッチ S2 を閉じた。 十分時間が経過したのち, コ
ンデンサー C1 および C2 に蓄えられた電気量をそれぞれ求めよ。
例題 74,390

(2) 回路中の孤立した部分では電気量が保存される。 孤立した部分の中で電荷が移動す
電気量の総和は変わらない。
答 (1) スイッチS を閉じるとC が充電され,電気
-Q1
量 Q が蓄えられる(図a)。 電気量と極板間電 v
圧の関係式 「Q=CV」より
Q=CV
C1
+Q1
図a
…①
(2) スイッチS を開き, ス
イッチS2 を閉じたときの
C1, C2 の帯電状態は図b
のようになる。 ただし,
十分時間が経過した後の
C1, C2 に蓄えられた電気
量をそれぞれQ1', Q2, 加
わる電圧をそれぞれ V1,
(前)
(後)
+Qi'
C11
i+Q1
-Qi'
2V
42V
+Q2
V2
C2
-Q2
図 b
V2としている。 このとき赤色の破線で囲まれた部分は孤立しており,
電荷の移動の前後で電気量が保存されるので
CEMO......
…②
(-Q1')+Qz=Q1
また,電気量と極板間電圧の関係式 「Q=CV」より
出
・③
Q1'=CV1
Q2=CV2
直列接続の電圧の関係式より
Vi+ V2=2V
②式に① ③ ④式を代入すると
-CV1+CV2=CV
-V2+ V2=V
⑤,⑥式を連立方程式として解くと
3
-V
よってQ1=1/2CV, Q=232CV
V₁=V, V₂
Vi=1/2V, Vi=2/21
......⑤

(後)
70-
+a;
L-Q2
It
E
taż