Question

たたた

「コンデンサーに金属板を挿入したら金属板の厚み分、コンデンサーの極板間隔を減らすという効果」が得られますが、写真ではなぜそのようなことがいえるのかの証明？導出？
が書かれています。ここで質問なのですが、写真の説明は金属板の挿入前後で電気量が変わらないことを前提に説明していると思うのですが、コンデンサーが電池と繋がれているときはQは一定にならないのに、なぜ電池に繋がれている時も「」のようなことがいえるのですか？

(写真の説明は、Q一定である時を条件(前提)として説明していますが、この説明だと、Q一定でない時(電池に繋がれている時)は同じことが言えないのでは？ということです)

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極板間への金属板や誘電体板の挿入
極板間に金属板や誘電体板を入れるとコンデンサーの電気容量が増す。
(I) 金属板の挿入
図1の + Q, - Qに帯電した
極板 AB間 (容量 C, 間隔 d) に,
帯電していない厚さDの金属板
を入れると静電誘導により図2の
ように - Q, +Q の電荷が現れ
る。
A+ + + + Q
Bl
+
E
Q=CV
V=Ed
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V=Ed と d=d+D+ d より V'=
Q=C'V' と Q=CV より
Q
C'=-
=
A+
TMNE
d₁
==
dz
-V(d-D)
V' d-D
B
図2
+ + +Q
E
E
-Q
図 1
金属 (導体) の中の電場は0であり, 電気力線が通らない。 A の +Qから出
た電気力線を全部吸い取るために, 金属板の上の面にQが現れるわけだ。
このとき電場Eは変わっていないことに注意したい (Q一定はE一定)。
D
変わったのは AB間の電位差であり,V'=Ed+Ed2=E(d+d2) 20S
C = ε =²
+Q
Q=C'V'
V' = E(d₁+d₂)
du ES
-C=-
d-D
Not
この結果は, 極板間隔がd-D のコンデンサーと同じ電気容量になったこ
とを示している。 金属板の厚み分だけ間隔が減ったとみてもよい。 金属板を
入れる位置は任意であることもわかる。
電圧もしに応じて変わる.18

Answer 1

えだまめ🫛

コンデンサとコイルには
定常状態と過渡状態というものがあります。

コンデンサに電圧をかけると徐々に電荷が溜まっていきます。コンデンサには容量があるので、電荷が充分に溜まると、回路に電流が流れなくなります。

この「電荷が充分に溜まる前までの状態」を過渡状態と呼びます。

また「電荷が充分に溜まった後からの状態」を定常状態と呼びます。

画像は定常状態を前提とした解説になっていると思います。