(ⅲ),(ⅴ),(ⅶ)の電圧がなぜそのようになるのか分かりません。どなたか詳しく教えてください！

2 図のスイッチを閉じる。 以下をV, d, Cなどを用いて求めよ。 極板間は真空とす る。 V €3 d( (i) コンデンサーの電荷Q1 (ii) 極板間隔をdとして電場E このまま極板間隔を2dとする。 (Ⅲ) コンデンサーの電圧V2と電荷Q2 (iv) 電 E2 C この状態でスイッチを開く。 間隔をdに戻す。 (v) コンデンサーの電圧V と電荷Q3 (vi) 電場E3 極板間に比誘電率c = 3 の物質を入れる。 (vii) コンデンサーの電圧V (ii) 電場 E4

一番のc1とc2の電気量が等量というのがなぜなのか教えてください

134 第4編 電気と磁気 234. コンデンサーの接続 コンデンサー C1, C2, C3 と起 電力 30Vの電池, スイッチ S1, S2 からなる図のような回路が ある。 電気容量はC=1.0μF, C2=2.0μF, C3 = 3.0μF である。 S₁ lo HE C1 Q2 〔C〕 を求めよ。 1+ 30V Cz (N) まず, S1 を閉じ,十分時間がたった。 このとき, C1 に蓄え られる電気量Q」 [C] を求めよ。 D (2) 続いて, S, を開いてからS2 を閉じ,十分時間がたった。 C2 に蓄えられる電気量 [千葉工大 改〕 228.2 (3) 最後に, S2 を開いてから S1 を閉じ,十分時間がたった。 C1に蓄えられる電気量

2番の理由が分かりません。蓄えられる電気容量が少なくなるんだったら、入りきらなくなった分が出て行って一番になるんじゃないかって考えました

22 平行板コンデンサー 図のように,極板 A,Bを もつ平行板コンデンサーがスイッチSを通して電池につなが れている。スイッチSを閉じたところ, コンデンサーには 9.0×10 - "Cの電荷がたまった。 (1) スイッチ S を閉じたまま, 極板の間隔を3倍に広げた。 その後十分に時間がたったとき, コンデンサーに蓄えら れている電気量Q [C] を求めよ。 (2) (1)の操作において, 点Pを流れた電流の向きは①か②のどちらか。 また,このとき点 Pを通過した電気量の大きさは何Cか。 例題 4 S\ 1F

(シ)で直列(問題の図4)と並列(問題の図5)の時のコンデンサーに蓄えるエネルギーを比較しているのですが(シ)の解説で0＜ω^2LC＜2の時とあるのですがどうしてこの範囲になるのか分かりません。 ω^2LCが2より大きい値を取った時は考えないのでしょうか？ 出典:難問題の... 続きを読む

Chapter 1 電磁気 Section 4 交流と荷電粒子の運動 192 例題 35 交流回路② 以下の空欄(ア)~(シ)にあてはまる式または語句を解答用紙の該当す る欄に記入せよ。 また, 空欄(a), (b)にあてはまる答えを図3から選び、 その番号を解答用紙の該当する欄に記入せよ。 る。したがって、同じ電圧振幅 V を発生する交流電源に接続するとき, コンデンサーが蓄えるエネルギーの最大値は直列接続の場合( [J] であり, 並列接続の場合(ク) 〔J〕 である。 また, コイルが蓄え るエネルギーの最大値は、 直列接続の場合は) [J] であり,並列 接続の場合は) [J] である。 並列接続の場合, コンデンサーが蓄 えるエネルギーの最大値とコイルが蓄えるエネルギーの最大値が等 しくなるのはω=)〔rad/s〕のときである。 コンデンサーから放射される電磁波の強さは, コンデンサーが蓄積 するエネルギーに比例するとしよう。 交流電圧源の電圧振幅 Vo を一 として、交流電圧の角振動数を変えて電磁波の放射エネルギーを大 きくしようとするとき, コイルとコンデンサーの直列接続と並列接続 とを比較するとシン) 接続のほうがより強く電磁波を放射すると考 えられる。 図1に示すように, 電気容量がC〔F〕] のコンデンサーを角振動数ω [ rad/s ] の交流電圧を発生する電圧源に接続する。 回路には時間を [s] として,図2に示すようなIo cos wt 〔A〕 の交流電流が図1の矢印の 向きを正として流れる。 t=0s でコンデンサーの電圧は0Vで,コンテ ンサーの蓄える電荷はOCであった。 交流電流が流れることによって 時刻に図1のコンデンサー上側の極板が蓄える電荷は) [C]で あり、コンデンサー両端の電圧は() [V] である。この交流電圧 はコンデンサーの極板間に,時間的に変動する電界を作る。 変動する電界付近には, 変動する磁界が発生する。 図2の0<t< / 200の間では,コンデンサーの極板間の電界の向きは図3の(a) の向きである。この向きの電界の時間変化率は0<t < π/20 の間で正 であり、この間に変動する電界は、コンデンサーの上側極板に流れ込 む電流が,そのままコンデンサーの極板間を流れるものと考えた場合 に発生する磁界と,同じ向きに磁界を発生する。 したがって,0<t <π/20の間にコンデンサー周囲に発生する磁界は図3(b)の向 きである。 この磁界の周りには、変動する電界がさらに発生する。 こ うして、コンデンサーの周りには、次々と変動する磁界と電界が発生 し、周りの空間に伝えられる。 これが電磁波である。 光の速さをc[m/ s] とすると,このコンデンサーから放射された電磁波の波長は(ウ) [m〕 と計算される。 コンデンサーから電磁波を発生させるとき, コンデンサーとコイル を接続した回路がよく用いられる。 電気容量C [F] のコンデンサーと 自己インダクタンスL [H] のコイルを,図4のように直列接続する場 合と,図5のように並列接続する場合を比較しよう。図4の直列回路 I cos at 〔A〕 の交流電流が流れるとき, 電圧源が発生する電圧の振 幅は国〔V〕である。 一方, 図5の並列回路のコイルとコンデンサー Vosin at 〔V〕 の電圧を加える場合には, コンデンサーに流れる電流 の振幅は(オ) [A], コイルに流れる電流の振幅はカ) [A] であ 図 1 考え方の キホン 電流 415 図4 電流 [A] Io 0 -10 2ω ② 3 w2w 図2 図5 2x 時間 t(s) コンデンサー -0 電流 図3 (同志社大) 交流で電圧や電流を求める場合、 普通は,振幅(最大値) と位相を 別々に処理すればよい。 振幅はオームの法則から求め、位相はπ/2 だけ進むとか遅れるとかを判断し, cot+π/2とかwt-π/2とかとすればよい。ただ この問題では、設問の順序からみて、 微分や積分を用いて解答するのが、出題者 の意図であろう。 1-4 交流と荷電粒子の運動 電磁気 193

(a)です。 電気容量は面積に比例するので✖️2しないのですか？

c) ) (2) 80×10 (1) [B] 電気容量 40pF の 平行板コンデンサーを 電圧 50Vの電池で充電 した。 (1) 充電が完了した後, スイッチを開いた。 7.2×10 50 V (c) スイッチ (a) 電気量 Q〔C〕を求めよ。 (2) 120x10-12x50 極板の面積を2倍にした。 (b) 電気容量 C'′ 〔pF] を求めよ。 (c) 極板間の電位差 V′〔V〕 を求めよ。 (2) 充電が完了した後,再度電池を接続した状態で 極板の面積を2倍にした。 電気量Q[[C] を求めよ。 (1) Q:CV = 25167d-40 1/ = 1000×10-12 -q =110×10 200x109

ある参考書の一部なのですが、Bに書いてある｢Cが変わる｣の意味がわかりません。なぜ電気量は分からないのにCは変わるのですか？

コンデンサーを充電し, Q=CVの電気量をも たせた後,極板間隔 dを変える (容量 C が変わ る)。 これはスイッチを入れたままで行うか、 切ってから行うかで大きく異なる。 Sti 知な A 閉のままなら,コンデンサーの電圧は電池の 起電力 Vにたえず等しい。 Cが変わるので電 気量が変わる。 TC. B 開にしてからだと, 極板Aが孤立し,+Q が変わらない (B のQも動けない)。 Cが変 わるので電圧が変わる。 W 右図のようにQが一定ならd を変えても電気力線 の密度が同じでEが一定でもある (前ページ)。 する とV=Ed より電圧はdに比例して変わることになる。 S 閉じたまま。 12 22442 1 tunt 開いてから トク Q一定なら E 一定, 電圧はd に比例し て変わる。 小本だ d FOUNJ + Q 一定 A' TBT [BA -Q E + Q - Q V-E E + QUE Q

マーカーの所がなぜそうなるか教えて下さい🙇🏻

196 第4編 基本例題 73 平行板コンデンサー Cは両極板の間が空気で満たされている平行板コンデンサー, Sはスイッチ,Eは電池である。 空気の比誘電率は1とする。 S (1) スイッチ S を閉じてコンデンサーを一定電圧で充電した。 次 に,Sを開き極板間隔を2倍に変えた。 このとき,極板間の電 位差は何倍になるか。 (2) スイッチSを閉じて, コンデンサーの極板間の電位差が一定値になった。次に, Sを閉じたままにして,両極板の間を比誘電率5の誘電体で満たした。このと き,極板上に蓄えられる電気量および極板間の電場の強さは,この誘電体を入れ ないときのそれぞれ何倍になるか。 ▶▶368,369 CIF Q 差「V=C」より. Qが一定,Cが (1) 充電後Sを開くと,極板上の電気量Qは一定に保たれる。 (2)Sを閉じたままのとき,両極板の間の電位差Vは一定に保たれる。.. 解答 (1) 極板間隔dが2倍になると,電気容 S 量C(=c2mg) は 1/23倍になる。 電位 倍のときVは2倍になる。 2 E H錠 (2) 比誘電率 er=5の誘電体で満たすと,電 気容量 C(= erCo) は5倍になる。 電気量 「Q=CV」 より,Cが5倍,Vが一定の ときQは5倍になる。10 電場の強さ 「E=Y」より,V,dが変わ らないから、Eは変わらない。 1倍

[指針]の電圧が等しくなるのが分かりません、図で解説して頂けると嬉しいです🙏🏻

基本例題 75 コンデンサーの接続 図でE は 6.0V の電池,Sは切りかえスイッチ, C1, C2 はそれぞれ 1.0F, 2.0F のコンデンサーで,最初 C1, C2 に電荷はないものとする。 ablic 0 (1) Sa側に倒す。 十分に時間がたつと C, が蓄える 電気量Qは何Cか。 (2) 続いてSをb側に倒して十分に時間がたったとき C が蓄える電気量Qは何Cか。 ÷ 解答 (1) Q=CV=1.0×6.0=6.0C (2) C1 とC2 が蓄える電気量を Q1, Q2 [C] とする(どちらも,上の極板が正の電 荷と仮定)。 TE a >>375,376 S b C1= C2 = 指針(2)電池に接続していないので,C1とC2に蓄えられた電気量の和は保存される。 また, C1 と C2 に加わる電圧は等しくなる。 電気量の保存より Q1+Qz=6.0 C1, C2 の極板間の電圧を V' とすると Q=CiV', Q2=C2V' 上の3式より V'=2.0V, Qi=2.0C 370

コンデンサー 電位 (5)です 解説にある、 「S1,S2を開閉しても変化しない」 ということの意味が分かりません 教えて欲しいです🙏🙏

必修 基礎問 72 コンデンサーのつなぎかえ 図のように, 3個のコンデンサー C1, C2, C3, 2個の電池 E1, E2, 2個のスイッチ S1, S2からなる回路がある。 3個のコンデン サーの容量はすべてCであり, 2個の電 池の起電力はともにVであるとする。 は 162 HH ●電荷保存の法則 孤立部分の極板電 荷の和は保存される。 式の立て方の手 順は, ① 孤立部分を見つけ, 変化前の電荷 を確認する｡ E₁ じめの状態では,各スイッチは開いており、各コンデンサーに蓄えられた電 荷は0 とする。 また,点Gを電位の基準 (電位0) とする。 1. スイッチ S1 を閉じた。 点Xの電位は(1) れた電荷は (2) である。 2.次に, スイッチ S」 を開き, スイッチ S2を閉じた。 点Xの電位は(3) (V) C2= Point 43 着目する極板の電荷: Q着目= C(V 着目V 相手) (0) である。 3. さらに,スイッチ S2 を開いて, スイッチ S, を閉じた。 点Xの電位は 電池 V (4) である。 4. このようなスイッチ操作を繰り返したとき, 点Xの電位は (5) に近づ く。 (上智大) 精講 ●極板電荷 コンデンサーの極板 A, B の電位をそれぞれ VA, VB, コンデンサーの電気容量をCとすると, それぞれ の極板の電荷QA,QB は右図のようになる。 すな わち,着目する一方の極板の電位を V 日, 向かいあう他方の極板の電位をV相手 QA=C(VA-VB) とすると, G コンデンサー C2 に蓄えら S2 (VA) E2- AB 接地点 ( 電位0) (V: 仮定) (VB) -QB=C(VB-VA) 「孤立部分 ② 回路の電位を調べ, わからないところは仮定する。 孤立部分のすべての極板電荷を求め, 電荷保存の式を立てる。 3 ●回路の電位 原則 (i) 接地点を定め, 電位の基準 (電位0) とする。 (i) 一つながりの導線は同電位である。 素子の両端の電位差 (i) 電池正極側は負極側より電位がVだけ高い。 Q (Ⅱ) コンデンサー: 電荷が正の極板から負の極板の向きにだけ電位が下がる。 : () 抵抗 電流の向きに RI だけ電位が下がる (電圧降下)。 着眼点 コンデンサーにつながる抵抗 (十分に時間が経過した場合) 電流 は 0抵抗の両端は同電位 (1),(2) コンデンサー C1, C2は直列で,電 1/12cv-/12/cr 解説 気容量が等しいので,C1, C2 の電圧は 11 となる。 よって, 点Xの電位は, C2 の電圧と等し いから, 2=1/12/1 U₁² よって, 2 の電気量 Q2 Q2=(1/2)=1/2CV (3) 点Xの電位をV」 とすると, コンデンサー C2, C3のX側 の極板電荷の和が保存されることより, 11 0+12CV=C(Vi-V)+CV よって, Vi=201 (4) スイッチ S1 を閉じる前, コンデンサーCのX側の極 板電荷は12CV, C2のX側の極板電荷は 12 CV である。 よって、点Xの電位を2 とすると, 電荷保存の法則より、 -1/12CV+242CV=C(u2-V) + Cu 5 8 (5) スイッチ S1, S2 を開閉しても変化しないことから, S1, よって, u2= V S2を同時に閉じた場合と同じ状態になる。 点Xの電位を V とすると,電荷保存の法則より、 0=C(V-V) +C (V-V) + CV よって、a=2 3 (1) 2/1/201 V (2) 12/2CV (3) 2 200 31 ト ¹-CV C(V-V) -C(V-V) (V) (V.) 2CV1 T-CV₁ T-i/cr -CV 2 G (0) G (0) -C(M2-V) C(M2-V) (V) (V) 2 (5) V 3 .X (u) _Cu FCM2 DE CV- G (0) CV. G(0) (V) 19. 電場 コンデンサー 163 第4章 電気と随気

(1)の(ロ)について。 なぜitグラフとqtグラフが解答のように曲線になるのか分かりません。 今まで物理でグラフを書けという問題の時は数式を立ててその数式を元にグラフを描いていたのですが、ネットで調べると微分やら積分やらごちゃごちゃしていて、、、 この二つのグラフはもう... 続きを読む

起電力 V [V] の内部抵抗の無視できる電池E, 電気容量の C [F] の平行板コンデンサー C (極板 A,B), 抵抗値R [S2] の抵抗R. スイッチSを図のように接続した回路がある。 空気の 比誘電率を1とし、極板の端における電場の乱れは無視できるものとする。 次の問に答えよ。 ただし、はじめSは開いており,Cに電荷は蓄えられていないものとする。 (1) 時刻 t0 [s〕にSを閉じた。 (イ)Sを閉じた直後, R の両端の電圧はいくらか (ロ) 極板 A の電荷g およびRを流れる電流が時刻とともに変化する様子の概形を, 横軸に時刻t をとってそれぞれ描け。 個人 (V) Sを閉じてから十分に時間がたつまでの間にRで消費される電気エネルギーはいく らか。 (8) SCHOKI (2)Sを閉じて十分に時間がたった後, S を開いた。 その後, 極板 AB間の間隔を2倍に広 げた。このとき, AB間の電圧, 静電エネルギーおよびAB間の電場の強さは,それぞれ の元の何倍となるか。 VE= S R C A B