Question

もちゃ

この問題の、1p目の解き方から15行目で、なぜ電源が、C1にした仕事だけで、C2にした仕事は考えないのでしょうか、、？
教えていただけると助かります。よろしくお願いします！

問5-6)右ページの図のような回路がある。はじめ, どのコンデンサーにも電荷が蓄えら
れていない。このとき, 次の問いに答えよ。
)スイッチをaにつないでから十分に時間が経過した。 この間に回路で発生し
たジュール熱はいくらか。
(2)その後,スイッチをbにつなぎ替えて十分に時間が経過した。 この間に回路
で発生したジュール熱はいくらか。
電源のした仕事=静電エネルギーの変化+発生したジュール熱
の関係を使って計算していきましょう。
(解きかた(1) はじめ, どのコンデンサーにも電荷が蓄えられていないので静電エネル
ギーは0ですね。コンデンサー C,とコンデンサーC,の電圧をV,, V。と
すると
電圧1周0ルールより E=V;+ V2 …①
蓄えられる電気量は =CV
Q2= 2CV。
独立部分の電気量の総和は不変なので, ②, ③より
0+0=-CV+2CV2
キキ
0=-Vi+2V2 …④
の+のより E=3V2
ゆえに 4=3E. 14%=E
静電エネルギーはそれぞれ
し=CV=GCE
ュ 2CV2%=D30
CE2
U。=
1
-CE?
電源はQ=CV,の電気量をEだけ持ち上げたので, 電源のした仕事は
QE=C号EE=%CB
よって, 回路で発生したジュール熱を」とすると
-CE?%=
CE +
ゆえに ハーCE…色

抵抗がない場合は
導線を通るときに
ジュール熱が発生したと
考えるんじゃ
入ら
問5-6
で発生し
a
に包
CIF)
C2
E(V]
:2C[F]
:C[F]
(1) ·「電圧1周0ルール」→E=Vi+V2 …①
*「Q=CV」→ Q=CVi ②
自電エネル
V. V.と
+Q
Q2=2CV2
*「独立部分の電気量の総和は不変」
→0=-CVi+2CV2
ViT
:C 独立部分
E
+Q2。
:2C
Q2
VaT
w
w
-Q1
Q2
0=-i+2V2
0, Oより 1W=2E, V=E
途中までの解法は
今までと一緒だね
電源のした仕事: Q[C]を Eだけ持ち上げたので
2
Q1E=CVIE== CE?
3
静電エネルギーの変化: Ui=
2
ovi=o
CE?
三
2
1
2
1
U2=-C2V=="
2
CE?
9
2
た仕事は
回路で発生したジュール熱をJiとすると
2
1
-CE"=
3
2
CE+- CE+J
9
9
wへ
w
電源のした仕事
静電エネルギーの変化
ハー CR…
-CE

Answer 1

おもち

このようになりました〜〜

もちゃ

なぜQ＝Q1となるのでしょうか、、？Q＝Q1＋Q2だと思っていたのですが、電流と同じ考え方ですか、、？
再度質問してしまい申し訳ないのですが、教えていだけると助かります。
よろしくお願いします！

おもち

向かい合う極板に蓄えられる電気量は等しいということでQ₁=Qとしたのですが、考えれば考えるほど自分も分からなくなってきました💦 別解を載せましたので参考にしてくださいm(_ _)m 結果として回路全体の電気量が考えられていることが分かります。

もちゃ

調べてみたら、電荷は回路から増えるわけでなく、電源から電荷が新しくでてくる訳では無いから、コンデンサC2の正電荷を、電源が持ち上げて、コンデンサC1に持っていく→C1には＋がたまり、C2には－がたまる
から、│Q1│と│Q2│の値が変わらないから、Q1として計算したみたいです！(尚且つ電源が持ち上げるのはQ1＝Q2分の電荷だけ)たぶんQ1＝Q2 なので、Q2でも同じ結果になります！
何度も質問してしまってすみませんでした💦とても助かりました！ありがとうございます☺️🙏🏻

おもち

こちらこそなんか教えていただく形になってしまい申し訳ないです🙇‍♂️ありがとうございました✨