Question

Losto

確認問題26において、どうしてコンデンサーC1,C2にそれぞれ同じ電圧がかからないんですか？例題の方では同じV'としていたのに。どなたか教えて欲しいです😭

そ
29
す。
でした
せて
(8)
0本
kQ本
0本
この外側
確認問題 265-3 に対応
極板 A, Bからなる電気容量 C [F]のコンデンサー C, と,
極板C,Dからなる電気容量2C[F]のコンデンサー C2
を起電力3 V〔V〕の電源につないだ,右図のような回路 3
がある。 次の各問いに答えよ。
(1) Cì,C2に電荷が蓄えられていない状態でス
イッチを入れた。 しばらく経ったときにC1,
C2に蓄えられる電気量 Q1, Q2 をそれぞれ求めよ。
ABCD
C1
C2
2C
(2)C2のみ1.5V [V] の電源につないで充電した (極板Cに正電荷,Dに負
電荷が蓄えられた)。 その後, 上図の回路のようにつなぎ, スイッチ
を入れた。 しばらく経ったときにC1, C2に蓄えられる電気量 Q1 Q2
をそれぞれ求めよ。
(3) C2のみ 4.5V [V] の電源につないで充電した (極板Cに正電荷,Dに負
電荷が蓄えられた)。 その後, 上図の回路のようにつなぎ, スイッチ
を入れた。 しばらく経ったときにC1, C2に蓄えられる電気量Q1, Q2
をそれぞれ求めよ。
28
コンデン
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解説
同じ回路で, コンデンサーが充電されているときと, されていないときを比べる
問題です。
V=N NS= Job
Q=CV,電圧10ルール, “独立部分の電気量の総和が不変” の3つを使って
いきましょう。
(1) C1, C2 にかかる電圧をそれぞれ V1, V2
とすると
3V
+Q₁
FQ
C= V₁
+Q2
2C:
V2
-Q21
Q=CV1
Q2=2CV2
(2)
回路1周の電位の変化は0なので (電圧1周0ルール)
(1)
3V=V1 + V2
ここで極板B,Cのところは、回路から独立しています。
もともとコンデンサーは充電されていなかったので
“独立部分の電気量の総和が不変”であることより

Chapter 5 コンデンサー
コンデンサーの電気
5-2 電気容量がC=3.0μFのコンデンサー C1と2C=6.0μFのコンデンサー C2があ
る。右ページの図のように、起電力がV=5.0Vの電源とスイッチSi, S2をつな
上げた。 以下の問いに答えよ。 ただし, 電源に接続する前はコンデンサー Ci.C2に
電荷はたまっていないとする。
CO
(1) スイッチ S, だけを閉じた。 十分に時間が経過したあとのコンデンサーC」に
蓄えられた電気量はいくらか。
(2) その後、スイッチS を開き, スイッチ S2 を閉じた。 十分に時間が経過したあ
とのコンデンサー C, C2の電気量はいくらか。
こぞれの状態での電荷の様子を図にかいて確認していきましょう。
<解きかた (1) Sだけを閉じたので、電源とだけをつないだ回路になります。
電圧1周0ルールより, C1にかかる電圧は5.0Vです。
合を考える
電源で上がった電位がすべて, C の崖の高さになっているということです。
コンデンサーの電気量の公式より, 1μF=10Fに注意して
Q=CV=3.0×10 - × 5.0 = 1.5×10 -5 C ・・・答
・答
厄のです。
(2)S1を開き, S2 を閉じたので, コンデンサー C, と C2をつないだ回路です。
電圧1周0ルールより, C と C2 の電圧が等しくなります。
この電圧を V'としましょう。
C.の種Cにはせ
コンデンサーの電気量の公式より Q=CV', Q2=2CV' となりますね。
ここで,“独立部分の電気量の総和は不変”のルールを使います。A
独立部分は,右ページの赤い点線と黒い点線で囲った部分です。画
極板間を電荷は飛び越えられないので、電荷はその範囲しか動けませんね。
S2を閉じる前はCにはQ=CV の電気量が蓄えられていますが,C2には
電荷がありません。
問5-2
5.0V
S2
16.0μFC2
3.0μF C
+
合
(1)C=3.0×10 F とする
CQ=CV
1J
=3.0×10™×5.0
=1.5×10-C･･･答
(2) 電圧1周0ルールより
圧は同じになるので
Q=CV', Q2=2
QC
C2: +Qz
Q2:
閉じたあとはそれぞれQ=CV', Q2=2CV'の電気量が蓄えられている
のでした。
ここから,CV+0=CV' + 2CV' となりますね。
これを変形すると、V'=1/2となります。
って
Q=CV'=1/3CV=1/30=1/2x1.5 × 10 = 5.0 × 10 - C
×
Q2=2CV'=
=123CV=30=1/3×1.5×10=1.0 × 10°C.
･･
黒い点線で囲まれた部分で式を
-CV+0=-Q1+(-Q2)
となり、同じ式になる
よって Q=CV'=-
Q2=2CV'=
合

電磁気 コンデンサー 電圧