Question

ヤンチャス

独立部分の電気量が保存されるのは分かりますし、
合成容量の式も使えないのも分かります
ですがどうして直列回路の電気量は同じになるのに、
この場合は同じではないのでしょうか。
あらかじめ充電されているからですか？

例題 114
30Vに充電された2つのコンデンサー C,
(10μF)とC2(20μF), 起電力 90Vの電池およ
びスイッチSからなる回路がある。 スイッチS
を閉じて十分に時間がたった後, C および C2
に蓄えられる電気量と電位差をそれぞれ求めよ。
30 V
+
30V
S
90 V
解
電気量保存
+300μC-300μC:
+ 10V-10V
HI
+600μC
600μC
THE
+20V220V2
90 V
Sを閉じた後の C と C2 の電位差を V, V2 とする。 図の破線で囲まれた
部分は外部から孤立しているので, Sを閉じて全体の状態が変化しても、青
気量は一定である (電気量保存)。 したがって
-300+600= -10V1 +20V2
...①
ただし, 単位はμCである。 また, Sを閉じることにより電池の起電力
90Vは C, と C2 のコンデンサー全体にかかるので
90= V1 + V2
式①②より
V1=50[V]
V2=40[V]
...②
また,C,に蓄えられる電気量はQ=C,V,=500[μC]
C2に蓄えられる電気量は Q2=C2V2=800 [μC]
なお、このようにコンデンサーが初めに充電されているときは、直列接続の
公式が使えないことに注意したい。
ココが
ポイント
孤立した部分では電気量は保存される。