なぜ合成容量を使うのですか？（2）

200 第4編・電気と磁気 375. コンデンサーの接続図で C は電気容量 4.0μF の コンデンサー, C2は同じく 8.0μFのコンデンサー,Sはスイッ 子 3.0×102V の直流電源である。 初め C1, C2 に電 は電圧 376. 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 S, 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 St, 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。 (1) スイッチ S」を閉じて十分 を求め上 V. C1 荷はないとする。 (1) スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2 に 蓄えられる電気量Q2 [C] を求めよ。 (2) 次に, スイッチSをBに切りかえた。 C1 の両端の電圧 V1 〔V〕 を求めよ。 (3) 再びスイッチSをAに切りかえ, 充電した後Bに倒した。 C の電圧 V2 〔V〕を求め 例題 75,381 S1 BA HH S HH :C2 E- C1 C 2 40E

コンデンサーの問題で1番最後の問7が分かりません。 電位差の関係で、V+v1-Ri-v2=0としていますが+v1というのはコンデンサーC1が最初にS1を閉じて充電が完了し、電位があげられていたからでしょうか？ また電気量保存の法則で、CE=-q'＋qにしてはダメなのでしょう... 続きを読む

3 (配点 34点) 図1のように, 起電力E の電池 E1, 起電力を変えられる可変電源 E2, 抵抗値がと もにRの抵抗 R1, R2, 電気容量がそれぞれ C, 2C のコンデンサー C1, C2, およびス イッチ S1 S2 を用いた回路がある。 はじめ, スイッチ S1 S2 は開いていて, コンデ ンサー C1 C2 に電荷は蓄えられていない。 電池 E1 と可変電源 E2 の内部抵抗は無視で きるものとして, 以下の問に答えよ。 S₁ 問1 次の文章の空欄 = CEE - CE (ア) 2 R₁(R) E₁(E) C₁(C) 図1 S2 -39- R2(R) スイッチ S1 を閉じる。 その直後, コンデンサー C の両端の電位差 (電圧) は 0 であるので, 抵抗 R に流れる電流の大きさは である。 十分に時間が経 過したときは、抵抗 R に流れる電流が0になるので, コンデンサー C に蓄えら れている電気量の大きさは (イ) であり、静電エネルギーは QCK である。 スイッチ S を閉じてから十分に時間が経過するまでの間に、電池É, がした仕事 であり、抵抗 R で発生したジュール熱は は (オ)イ である。 W-DAV IVE E2 C2 (2C) に入る適切な式を答えよ。 V=BI V IV. V B 2

Q1' Q2'の出し方を教えていただきたいです

問題 90 電気量保存の法則 ② 次の文中の空欄にあてはまる式を記せ。 図のように、電圧V[V] の電池 E1 と E2, 電 気容量 C〔F〕 のコンデンサー C1 と C2, および スイッチS と S2を接続する。 はじめ, スイ ニッチは開いた状態であり、コンデンサーは電 荷を蓄えていないものとして、次の操作 Ⅰ か らⅢを順に行う。 a2 S2 , b2 E1E2 C₁ Si bi 18 物理 C₂ 操作Ⅰ スイッチ S1 を a1, スイッチS2をa2 に順に接続した。 コンデンサー C] の右側の極板に蓄えられる電荷は, Q (1) 〔C〕である。 = 操作Ⅱ スイッチ Si を bi, スイッチ S2 をb2に順に接続した。 このとき、コ ンデンサーCの右側の極板および C2の左側の極板に蓄えられている電 荷をそれぞれ Q1 Q2 とすると,Q=Q1+Q2 である。 一方, キルヒホッ フの第二法則より、VをQ1. Q2, C で表すと, V= (2) 〔V〕である。 Q Q2をCVを用いて表すと, Q1 = (3) (C), Q2 (4) 〔C〕である。 操作Ⅲ スイッチ S1 を a1, スイッチS2をa2 に順に接続したあと, スイッチ S1 を b1, スイッチ S2をb2に順に接続した。 コンデンサー C」 の右側の極板 に蓄えられている電荷をC, Vを用いて表すと. (5) (C) であり、コン デンサーC2の左側の極板に蓄えられている電荷をC, V を用いて表すと, (6) 〔C〕である。 〈愛媛大〉

エッセンスに載っているコンデンサー回路の電位による解法は、「直列並列で解けないとき用いる」と書いてあるんですが、あまり使わない方がいい理由があるんですか？

9:38 1 58 必殺技･ ●電位による解法 電位を用いてコンデンサー回路を解く 1 適当に0V をとり、 回路の各部分の電位を調べる。 孤立部分について電気量保存の式を立てる。 N all 4G 45 [解説] 複雑な回路になると並列や直列に分解できなくなる。どん な場合にも対処できる方法の話をしよう。 まずはその準備から。 容量Cのコンデンサーがある。 極 板Aの電位をx (V), B の電位をy [V] とすると,A上に ある電気量は符号を含めてQ=C(x-y) と表される。 なぜなら,xyならA上には正の電荷があるはずで電位 差はV=x-yだから Q=CV=C(x-y) 反対に、 x<yならA上には負の電 荷があるはずで、電位差はV=y-xだから QA = CV=-C(y-x)=(x-y) 結局, 上の式は x,yの大小関係によらず成り立つ (x=yのときのQ=0 を含め て)。 x-yでは扱いにくいから, (考えている極板の電位) (向かい合った極板の電 位), もっと簡単に, (自分) - (相手) と覚えてしまおう。 ある極板上の電荷=Cx (自分一相手) EX 1 10μFのコンデンサーの電圧Vはいく 10μF らか。 また. 20μFのコンデンサーの左側 ト 極板の電気量Qはいくらか。 100 v/ 1°F 電位 この式は符号を含めて成立しているから, 孤立部分のすべての極板について 和をとれば電気量保存則が用いられる。 電位が求まれば、 コンデンサーのすべて 電位差, 電気量,静電エネルギー･･･が計算できる。 × +120μF 30μF y 40 V

(2)の解答の図2ってC1とC2を繋いで時間が経ったあとの図ですよね？ なぜこうなるのでしょうか？ 分からないところを自分なりにまとめた写真もつけておきます。

463. 電気量の保存 電気容量が2.0μF, 3.0μFのコンデンサー C,C2, それぞれ 2.0×102V, 1.0×102Vで充電したのち,電池を切りはなす。 次の (1), (2) の場合におい て、各コンデンサーにたくわえられる電気量と極板間の電位差を求めよ。 (1) 同符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 (2) 異符号の電気量をもつ極板どうしを結んだ場合。 ヒント 接続の前後において、導線で結ばれた極板どうしの電気量の和は保存される。 各例題6162 章 電気

この問題の上の方の式がどう計算しても解答どうりになりません、どなたか教えてください。

(2) 電気量保存の法則から, 接触前後で2球の電気量の総量は一定で ある。 また, 接触後の2球の電気量は等しくなる。 その電気量をQ STEMORRAGON [C] とすると, 10 (+2.0×10-)+(−8.0×10¯)=2Q よって,Q=+6.0×10-7C 2球とも正電荷で同符号だから, 2球間にはたらく静電気力は斥力。 19₁1-1921 その静電気力の大きさをF2〔N〕 とすると, F=k- から, 2² F2=(9.0×10°) × (6.0×10-7) 2 0.202 =8.1×10-2N 答大きさ... 8.1×10N, 力･･･斥力

228の（3）のなんで（2）の値使うんですか？ （1）の値じゃなんでいけないんですか？ それとその下の解説もよくわかりません。 おしえてください！

132 第4編 電気と磁気 228. コンデンサーの接続 図で CL は電気容量 4.0μF の コンデンサー C2 は同じく 8.0μF のコンデンサー, Sはスイッ チ,Eは電圧 3.0×102V の直流電源である。 初め C1, C2 に 電 荷はないとする。 =C1 リード C B A S EC2 E tode スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2 に 蓄えられる電気量 Q2 [C] を求めよ。 次に、スイッチ S をBに切りかえた。 C の両端の電圧 V,〔V〕 を求めよ。 (3) 再びスイッチSをAに切りかえ,充電した後Bに倒した。 C1の電圧 V2〔V〕 を求め 例題 46,234 よ。

(2)が分からないのですが孤立しているとはどういうことですか？C2のコンデンサーに蓄えられる電気量を全体の電気容量×2Vで求めたのですがどこがまちがっているのですか？よろしくお願い致します🙇

229. コンデンサーの接続 コンデンサー C1, Cz と起電力 V2Vの2つの電池, および2つのスイッ チ St. 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 S, 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 S1 ート Co (1) スイッチ S, 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。 X (2) 次に, スイッチ S」 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,ユ ンデンサー C および C2 に蓄えられた電気量をそれぞれ求めよ。 例題 46.234

写真2枚目、問2の問題でなぜ電圧降下が起きず電圧の和Eとしているのでしょうか。 ゆっくりと充電するからですか？教えてください。 また、V1の式をどう見れば答えが①だと分かるのか分かりません。 教えてください🙇‍♀️

物理 第4問 次の文章(AB)を読み、後の問い (問1~4)に答えよ｡ (配点20) A 図1のように,起電力の電池E, 電気容量が C のコンデンサー Ct, 電気 容量を変えられるコンデンサー C2, 抵抗値がRの抵抗 R およびスイッチSを 用いて回路をつくる。はじめ、スイッチは開いており、2つのコンデンサーには 電荷は蓄えられていない。Cの電気容量を 12 としてスイッチを閉じて, コン デンサーを充電する。 RA (6₂) C₁ E C₂ 問1 次の文章は、充電の過程について述べた文章である。 文章中の空欄 ア ・イ に入れる記号または式の組合せとして最も適当なものを、 後の①~⑥のうちから一つ選べ。 22 スイッチを閉じた直後、 アの両端の電圧は0である。 その後, 電流 が流れてコンデンサーが充電されていく。 コンデンサー C1 C2の両端の電 圧をそれぞれ V1, V2 とすると, V1, V2は時間とともに変化して くが、 常に イ が成り立っている。 (5) ア R R R C₁ CL C1 イ V₁ < V₂ V₁ = V₂ V₁ > V₂ V₁ < V₂ Vi=V2 V₁ > V₂ +3°C 物理 QtQ- E r

写真2枚目、問2の問題でなぜ電圧降下が起きず電圧の和Eとしているのでしょうか。 ゆっくりと充電するからですか？教えてください。 また、V1の式をどう見れば答えが①だと分かるのか分かりません。 教えてください🙇‍♀️

物理 第4問 次の文章(AB)を読み、後の問い (問1~4)に答えよ｡ (配点20) A 図1のように,起電力の電池E, 電気容量が C のコンデンサー Ct, 電気 容量を変えられるコンデンサー C2, 抵抗値がRの抵抗 R およびスイッチSを 用いて回路をつくる。はじめ、スイッチは開いており、2つのコンデンサーには 電荷は蓄えられていない。Cの電気容量を 12 としてスイッチを閉じて, コン デンサーを充電する。 RA (6₂) C₁ E C₂ 問1 次の文章は、充電の過程について述べた文章である。 文章中の空欄 ア ・イ に入れる記号または式の組合せとして最も適当なものを、 後の①~⑥のうちから一つ選べ。 22 スイッチを閉じた直後、 アの両端の電圧は0である。 その後, 電流 が流れてコンデンサーが充電されていく。 コンデンサー C1 C2の両端の電 圧をそれぞれ V1, V2 とすると, V1, V2は時間とともに変化して くが、 常に イ が成り立っている。 (5) ア R R R C₁ CL C1 イ V₁ < V₂ V₁ = V₂ V₁ > V₂ V₁ < V₂ Vi=V2 V₁ > V₂ +3°C 物理 QtQ- E r