Question

ちー

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

C=1=(130/3.0)
30
「解答
130
90
≒1.4μF
図ここがポイント
234
スイッチの切りかえで回路を変えるときの注意点
① コンデンサーが直列接続になるか,並列接続になるかを見分ける
③ 他と孤立した部分では, スイッチの切りかえで, その部分内での電荷の移動が生じても、電気量
② 静電状態 (電流が流れていない状態)のとき, 導線でつながれた導体部分の電位は等しい。
供給される部分
(1) S1 を閉じたとき, C1 と C2 は直列接続となり、電エネ
C1 と C2 には等量の電気量 Q 〔C〕 が蓄えられ
る (図1)。 C1, C2 に加わる電圧をそれぞれ V1.
V2 〔V〕 とすると, 直列接続の電圧の関係式よ 30V
り V1+ V2=30
......① 1
1
また,電気量と極板間電圧の関係式 「Q=CV」
よりQ=CiV=C2V2
C1, C2 の値を代入し、整理して
V1=2.0V2
① ② 式より V1 = 20V, V2=10V
よって Q=CiVi = (1.0×10 ) ×20=2.0×10-C
2
図1
S₁7
C1F
〒
+ Q1
C2
V1
Q1
+81
Q1
V2

Answer 1

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

えだまめ🫛

C₁とC₂の間の領域に注目してください。

C₁の下側の極板とC₂の上側の極板は導線で繋がっています。

しかし
C₁の上側の極板と下側の極板は繋がっていません
C₂も上側の極板と下側の極板は繋がっていません

ということは
C₁の下側の極板とC₂の上側の極板は、他の部分と回路が繋がっていないとみることができます。なので、C₁の下側の極板に蓄えられる電荷とC₂の上側の極板に蓄えられる電荷の合計は、他から電荷をもらわないので、常に0ということがわかります。

つまり、C₁の下側の極板が+Qであれば、必ずC₂の上側の極板は-Qとなります。ちなみにこれを電気量保存の法則といいます。

以上から次のことを憶えるといいですよ

「複数のコンデンサを直列接続すると、すべてのコンデンサに同じ電気量が蓄えられる」

ちー

詳しくありがとうございます！
電気量保存則もいまいち理解出来てなかったのでとても参考になりました！