Question

チャップリン

エッセンスで見たこのコンデンサーの解放ですが、他の参考書や問題集でこの解法が使われていることを見たことがありません(単に自分の経験値不足かもしれませんが)。
私は、この解法を電荷保存則、電位の関係を1つにまとめたとても使いやすい解法だと思うのですが、あまりメジャーではないのはどこかに不備があるからですか？

8 電磁気
夫 必殺技

 

~ 電位による解法

人 適当に0Vをとり. 中の各部分の電位を調べる。
注 立部分について晶気量保存の式を立てる。

0

 

wwww    電位を用いてコンデンサー回路を解く    re

 

入術な回路になると区列や直列に分解できなくなる。とん
場合にも対処できる方法の話をしよう。              PT

まずはその帯備から。奉大でのコンアンサーがある。        と
板A の電位を+(V)。B の電位をy(YJ とすると。 AEに        『
ある電気入は符号を含めて Q。ーC(ァーッ) と表される。           か      !

人なぜなら, メ>ッならA 上には正の香益があるはで電位
着は イーェーッだから のでアーC(*ー) 反対に。 <ッならA 上     負の電
荷があるはずで, 電位半は ーッーェだから O、            Cージ
基層, 上の天は。 の大小較係によらず成り立つ(ェニッのときの の=0 を含め
で。

ーッでは拉いにくいから。 (えている極板の電位) (向かい合った本板の電
倍), もっと簡単に,(自分)一(相手) と覚えてしまおう。

ある祝板上の電荷Cx (自分一相手)

この式は     て)   てい から。 押立部分のすべての特板について欠
衝をとれは電保存が用いられる。利位がままれば, コンテンサーのすべて
一臣人 電和量, 部利エネルギーが計算できる。

 

 
 

                                                                             

久1 10ZFのコンテンサーの電圧はいく 10gE
らちか。また, 20 zF のコンデンサーの左人
李板の電気量 Q。 はいくらか。

せ コンデンサー sg
賠 右のように電位を割り振る。

A
電位  〔V〕 の孤立部分について    本
10(zー100)二20(テー40)+30(x-0)=0 旭位            電位
A                B              G                               は

100V          +40V

 

・ テニ30
0V

 

『ニ10030=70 〔V 革は骨当に決める。
名三20x(30一40)ニー200 (zCJ                   なるべく和位の低い
所をとるとよい。
(証解) スタンダードな解法を用いてみる。ま
ず, 各コンデアンサーの電気基を 0, Q.。
@, (eC] とし, 電圧を 巧。。 呈(VJとす 5         Hs
る。 本:の配胃は適当に決めでおけばよ         ee
い(③⑬し違っでいたら,Oや の値が負でで           9ぬの_
でくる)。
=10ち<…① の=20ちの②         iv "aov

 

@=30 Ps
坂立部分の電気量保存より (一Q)+QO.+Q.=0

 
                                                                                                                                                                                                                                                                  

により)
b (abとamcb)          100ニ=中+
aとc (ac とadっc)         ち=40+         -る⑨
これで未知数 6 個に対して, 式が 6 個でき, 連立方程式が解ける。
①, ②, ③を③④に代入して 一10共20只30=0
⑤, ⑥, ⑦の之立を解くと 中=70〔VJ.『ニー10 (V),
図より 20 ZF の左側の極板は 0。だから
=20%ニー200 (zCJ
「電位による解法」がいかに速く解けているか。 よく味わってほしい。

Miss  200 C ではダメ。「コンデンサーの電気基」ならそれでよいが, 極板指定
があるときは, 符号を考えて符えること。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

理系

間違いではありませんし、どの様な問題でも解く事は出来るので問題はありません。が、何をしているのかの認識はしておいた方がいいのも事実なので、簡単に解説させて頂きます。

要は、「基準を任意に定めて計算を簡単にしている」ということです。
力学における位置エネルギーでいう所の、「地面を基準とする」か、「最下点若しくはそれに準ずる計算する際に楽になる所を基準とする」かの違いです。
振り子の問題などでは地面は記されておらず、最下点を基準として計算を行いますよね？この教材の解法はそれに当たります。
そして、他の教材は実際に0となる位置を基準として計算しているのと同義になります。

基本的にその計算法で問題はありませんが、１つだけ注意点があります。それは、「アースが設置されている場合」です。
アースが設置されている場合、そこに触れている導線部がエネルギーが0(位置エネルギーでいう所の、地面に相当します)となるので、その時だけはアース部を0として設定し、計算する事をお勧めします(他の部分を0としても解けなくはないですが、寧ろ遠回りな解き方になるので)。

チャップリン

アースなら分かるので大丈夫そうです。使うかどうか迷っていたので助かりました。ご回答ありがとうございます！