Question

きえちゃん

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

-Q1+Qz=
したがって, S2 を cからdの向きに 2.0×10-Cの正電荷が移動した。
(3) a,cの電位を Va[V], VcV], C1, C2 の内側の極板の電気量を
[Q[C], Q2'][C] とする(図2)。 bの電位 V 〔V] は Va〔V] と等しく, C,
C2 の各極板間の電位差は等しいので,
Q'=6.0×10-(Vc-Va) ... ①
02'=4.0×10 -6 (V-Va) ... ②
a.
IC
の極板
の上側
れ導線
電
C1
また,電気量保存の法則から,図2の破線で囲ま
れた部分の電気量の和は,スイッチの開閉の前後
で一定に保たれる。
Q₁
それ
C
した
Q₂'
電位
C21
○ (2
Qi'+Qz′=-2.0×10-5 …③
式①、②、③から,
Vc-Va= -2.0V
図 2 b
したがって, cよりもaが2.0V 高い。
Check
で囲
の私
の
極板の電気量の表し方
図のように, コンデンサーの極板の電位をと
るとき,それぞれの極板にたくわえられる電
気量 Q1 Q2 は,次のように表される。
電気量
電位
Q1
列
- V₁
電気容量 C
|き
V2
Q=C(Vi-V2)
Q2
Q2=C(V2-V2)

Answer 1

AZ

ab間(コンデンサーを含まない方)には電圧降下をもたらす物体(電池など)が入っていないため、この間の電位差は0です。
よってVa=Vbが成り立ちます。
このことからab間(コンデンサーを含む方)の電位差も0になります。
もしコンデンサーC2において、ある値だけ電圧が上昇すれば、ab間の電位差が0になるためにコンデンサーC1で同じ値だけ電圧が下がらないといけません。(つまり、(Vb-Vc)+(Vc-Va)=0)
これより、C1,C2の電位差の絶対値は等しくなり、互いに逆符号です。(Vb-Vc=-(Vc-Va))