なぜ電圧が等しくなるのでしょうか？

電気容量 2.0F, C2=3.0μF の2つのコンデンサー, V=2.0×102V の電池, スイッチ Si, S2 を用いて,図の回 路をつくる。 S, を閉じて Cのコンデンサーを充電したの Sを切り、次に S2 を閉じて十分に時間が経過した。 C. C2のコンデンサーは,はじめ電荷をもっていなかった 200 203, 200 S₁ Sz/ C₁ C2 = とする。 C. C2 のコンデンサーにたくわえられた電荷はそれぞれ何Cか。 S, を切ってからSを閉じる前の Cの電荷をQとし, 求めるC,, C2 の電荷を Q.. Q2 とする。 電池を切りはなして S2 を閉じるので, 電気量保存の法則から、図の破線で囲まれた部分 この電荷は保存される。 すなわち, QQ,+Q2 で ある。 また, C, C の上側、下側の極板は, それ それ導線で接続されており、電荷の移動が完了す S2 C +Q C 5 ると,上側, 下側のそれぞれの極板の電位は等し くなる。 すなわち, 各極板間の電圧は等しい。 ■解説 S を閉じたとき, C1のコンデンサ ーにたくわえられる電荷をQ とすると, Q=CV=(2.0×10-) × (2.0×102) =4.0×10-4C S, を切り, S2 を閉じた後の C, C2 のコンデンサ 一の電荷を, それぞれ Q1 Q2 とする。電気量保 存の法則から, Q1+Qz=4.0×10-4 ... ① また,各コンデンサーの極板間の電圧は等しい。 なんで Q2 Q₁ S2 +Q₁ +Qzl == ..2 2.0×10-6 3.0×10-6 -Q₁ -Q2C 2 理すると, 式 ② から, Q2=3Q1/2となり, 式① に代入して整 Q=1.6×10-C, Q2 = 2.4×10-C 13. コンデンサー 145

物理の電気分野の質問です。 写真の問題の（3）の解説で，aとbの電位とC 1とC 2の極板間の電位差が等しくなる理由を説明していただきたいです！

り 知識 466. コンデンサーの接続と電気量保存 図において =6.0μF,C2=4.0μF, E=10V で, S1, S2, S3, S4 は スイッチである。 はじめ, C1, C2 のコンデンサーに電 荷はなく,スイッチは全部開かれていた。 11 スイッチ S1, S3 を閉じるとき, C2 のコンデンサー にたくわえられる電気量と加わる電圧を求めよ。 さらに S2 を閉じるとき, S2 を流れる正電荷はどち ら向きに何Cか。 LOVE (OV d S₁ Thout C₁ HE 12/27 S2 2 SA E Cz S b (3)(2)の状態において, S1, S3 を開き, S を閉じた。 a とcの電位は,どちらがど右 だけ高いか。 知識 例題

どうして電池の仕事がコンデンサーのだけになるんですか？ 抵抗にも仕事しないんですか？？ 教えて欲しいです🙇‍♀️

必解 107. <スイッチの切りかえによる電荷の移動〉 R R[Ω] 図のように,電圧 V [V], 2V [V] の電池 E1, E2, 電 S1/S2 気容量がいずれもC[F]のコンデンサー C1, C2,抵抗値 R[Ω] の抵抗 R, スイッチ S1, S2 が接続されている。最 初, スイッチ S, S2 は開いていて, C1, C2 には電荷は蓄 えられていないものとする。 また, 電池の内部抵抗は無 視できるものとする。 次の問いに答えよ。 (1) S を閉じてから十分に時間が経過した。この間に電池 E がした仕事を求めよ。 の C2. C[F] C1 C[F] T E1 VVX E2 Vo [V] 2V (V) (2)次に,S1 を開き S2 を閉じた。十分に時間が経過した後のC2 の両端の電位差を求めよ。 また,この間に電池 E2 がした仕事を求めよ。 [し] VOX (3) 続いて, S2 を開き, S1 を閉じた。 十分に時間が経過した後, S を開き S2 を閉じた。さら に十分に時間が経過した後の, C2 の両端の電位差を求めよ。 (4)この後,(3)の操作をくり返すと, C2 の両端の電位差はある有限な値に近づく。 その値を 求めよ。 コンデンサー [17 大阪市大〕 必解 108. <極板間の電場と電位〉 真空中で図1のように, 2枚の薄い金属板 A, B を間隔d 〔m〕 は なして配置した平行平板コンデンサーの両端に起電力 V [V] の電 池とスイッチSがつないである。 dは金属板の大きさに対して十分 A IB

孤立しているから赤枠の部分も立式できると思うんですが、なぜ解答で使わないんですか？教えて下さい。

(2) S1 を開いた後、 図2のように, S2 を閉じて十分時間が経過後の Co, C1, C2 にかかる電圧をそれぞれ Vo, V1, V2, 蓄えられる電気量 をそれぞれQo, Q1 Q2 とする。 外鋼両型 C の上側の極板と C1 の上側の極板について, 電気量保存の法則より Q=CE=Q + Q1 ………… ① C の下側の極板とC2の上側の極板について,電気量保存の法則より 0=Q1+Q2 ∴ Q1 Q2 ...... ② = また, 電圧の関係式より S2 Vo = V1 + V2 ・・・・・・ ③ C1 ここで +Q(=CE) Co Qo C2 Q=CVo. Vo= C Q1 Q1=2CV1 .. V1= + Q1 2C V₁t C₁ +Qo Q1 Q2 Q2=CV2 ... V2 V2= + Q2 C V2 これらを③式に代入して 図2 Qo Q1 = -+- C 2C Q2 ・③' C CE=00+01 01=02 ① ② ③'式より Qo = 3³ CE, Q₁ = Q₂ = 1/14 2 CE

【コンデンサーの繋ぎ変え問題】 操作1の時にC1の左側にマイナスが溜まるのはわかるのですが操作2で写真二枚目のように繋いだ時に左側にマイナスが溜まるのかわかりません。電池の正極についているので時間が経てばプラスの電荷が貯まりませんか?

問題 93 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 物理 C1 C2 S2 S b1 気容量 C(F)のコンデンサー と C2, および スイッチS1とS2を接続する。 はじめ, スイ 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。 L b2 Ja E1- -E2 操作 I スイッチS1 を a1, スイッチ S2を2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=(I) 〔C〕 である。 操作 Ⅱ スイッチS を b, スイッチS2をb2に順に接続した。 このとき, コ ンデンサー C1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。 Q1, Q2 を C, Vを用いて表すと, Q1= (3) 〔C), Q2 = (4) 〔C) である。 操作Ⅲ スイッチSをa,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 C1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 NO 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〉

なぜ(1)は直列で(2)は並列なのですか？ (1)が直列なのは分かるのですが、(2)が並列になるのが分かりません

390 コンデンサーの接続■ コンデンサー C1, C2, C 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。 (1) 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 Q1 [C] を求めよ。 S1 C1 C3 30V (2) 続いて, S1 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 Q2 [C] を求めよ。 SLCHORROS ARE (3) 最後に, S2 を開いてからSを閉じ, 十分時間がたった。 C に蓄えられる電気量 [Q] [C] を求め[千葉工大改] 384,385 Q'

2枚目の問3の解答に「十分時間が経過したあと、両方のコンデンサーの極板間の電圧は1/3Vとなる」とあるのですが、1/3Vってどうやって出したのでしょうか？

A C,は極板面積S,極板間隔dの平行板コンデンサーであり,極板間には何も 入っておらず真空である。 C2はC, と同じ極板面積と極板間隔であるが,極板間 に比誘電率2の誘電体がはさまれている。 このコンデンサー C1, C2 と抵抗値R の電気抵抗R,起電力Vの電池, およびスイッチ St, S2 を使って図1のような 回路をつくった。 はじめ、スイッチ S, S2 は開かれており, コンデンサー C, C2 に電荷は蓄えられていない。 真空の誘電率をco とする。 S2 S1 ① & SV d 15 ④ EodV S2 Ha CF... 問1 スイッチ S を閉じて十分に時間が経過したとき, C に蓄えられる電気量Q として正しいものを,次の ①~⑥のうちから選べ。 Q 1 (5) 図 1 EodV Eo SV² 2d SIE C₁ = a 80 す 80 SV Q = d 20 物理 13 R Oc (3 ⑥ Eo SV de Eod V2 2S

比例配分するここの紫で囲った部分はどこから来たんですか？どうやって求めるか分かる方いますか？あと、どういう比の計算したのか途中計算教えて欲しいです。お願いします🙇

(2) 電池を通過した電気量を求めよ。 (3) C, に蓄えられる電気量と静電エネルギーを求めよ。 センサー 104, 106, 10 必解 326 コンデンサーの接続 右図のように、電圧 E〔V〕の電 池企電気容量 C〔F〕 C2[F] のコンデンサー C. Car ス イッチ S, 電流計Aからなる回路がある。 初め、コンデン サーには電荷がなかったものとする。 (1)SをM側に倒し、十分に時間が経過した。このとき, 電流計を流れる電気量を求めよ。 (2)次にSN側に倒し,十分に時間が経過した。 このとき, 電流計を流れる 量は全部でいくらか。 (3) 次にSをM側に倒し、 十分に時間が経過したのち,SをN側に倒し、十分 間が経過した。N側に倒してから電流計を流れる電気量を求めよ。 101 106, 107 E + M N 丼 C₁= 必解

（2）で合成容量を使うのはなぜですか？V1なら4.0μFじゃダメなのですか

200 第4編 電 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 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。 (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。 PAP =C1 B A S & PUR C₂0 744 (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。 物 (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

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