コンデンサーの容量の計算についてです。 面積S,極板間隔d,真空(誘電率ε0)のコンデンサーに 面積S/2,極板間隔d/2,比誘電率3の誘電体を入れます [誘電体は右下に位置し、全体の1/4の体積を占める。] コンデンサー全体の容量を求める問題だったため、 C1(面積S... Read More

物理の電磁気です。 面積S,極板間の距離dの平行平板コンデンサーがあり、両端の電位差はVである。ε0=8.9×10^-12,μ0=1.3×10-6のとき、答えは8.9×10^-12・V/dで合ってますか？

(3)で、V(b)=V(c)になるのはわかるんですけど、V(b)がQ/4πεbじゃない理由がわかりません。r=bでの電場の強さもE=…の式で表されて点電荷の電場と同じではないのですか？

】 電気力線の密度が一様となる例 電荷が球面上に一様に分布する場合) 実戦 基礎問 68 /N=. -S=4π (電荷が平面上に一様に分布する場合) (正·負に帯電した金属板) 図のように,半径aの導体球を導体球と同心の電荷を もたない内半径めで外半径cの中空導体球で囲み,半径 aの導体球だけに正の電荷Qを与えた。導体の球面か ら出る(または入る)電気力線の本数はその面積によら ず一定で, その分布は一様である。また,電気力線の本 1本(Eo: 真空の誘電率)で与え 電気力線と電場 Q Q Q E= 4TEor S N=2本 -Q 図1 図2 数は単位電荷あたり, 1の電場の強さは, Eoとんの関係より, E=kQ 。 Eo られるものとする。 13) 中心からの距離が6, cの位置における電位をそれぞれ求めよ。た州。 無限遠方の電位を0とする。 (防衛大) 図3 (1) 静電誘導により,導体中に電気力線は存在せず,電場は0である。 ●ガウスの法則 電気量Qの電荷から出る(Q>0 の場合)。 たは電荷に入る(Q<0 の場合)電気力線の本数 N は, クーロン 解説 (2) 題意より,中心からの距離rが くrくbおよび c<r では,右図のように,電気力線は 中心から放射状に出たようになっており, その本数は、 (精講 の法則の比例定数をん, 真空の誘電率を Eo とすると、 JQl (ここで、ー 1 である) 4TE。 N=4rk|Q|= 本 Eo N=Q 本である。電場の強さは単位面積あたりの電気 Eo 力線の本数だから,a<r<b での電場の強さ Eは、 発展 閉曲面を出るまたは入る電気力線の総本数は,閉曲面内部の電気量 の和から求められる。 ●電場と電気力線電気力線の向き(接線の向き)が,その場所の電場の向きで ある。電気力線に垂直な断面を貫く単位面積あたりの電気力線の本数が,その 場所の電場の強さである。 電気力線の密度が一様である場合,面を垂直に貫く電気力線の総本数を N, 面の面積をSとすると,電場の強さEは, N E= 4元r? Q 4TEor2 (3)(2)の考察より,c<r での電場の強さも上の式で表され、点電荷の電場と同じであ る。よって, cSr での電位Vは, 点電荷の場合と同様に, Q V= 4TEor Q 4TEC よって,r=cの電位 V。は、 V= N E=- また,導体中の電場は0であるから,導体中のすべての点の電位は等しい。よって、 r=b の電位 Voは, Point41 Q V。=V。=- 4TEoC 電気力線の分布が同じ → 同じ電場. 電位の公式に従う Q 4TEor? (3) 6, cともに、 4TEOC 154 9.電場,コンデンサー 155 第4章 電気と磁気

(2)がわかりません。

104 極板 A, Bからなるコンデンサーがあり, 電荷Q[C]が充電されている。極板は一辺の長 さが1[m]の正方形で, 極板間隔はd[m]であ る。極板間は真空で,電場(電界)は一様とし, 真空の誘電率を eo[F/m]とする。 A, B間に,図2のように誘電体を挿入する。 誘電体は一辺1 [m]の正方形で, 厚さd[m], 比誘電率 e,である。誘電体をx [m]だけ挿入し たとき,誘電体部分の電気容量は (1) A B d] 図1 +Q A X B d -Q であり,真空部分の電気容量は [F]だ 図2 から,全体での電気容量は [F]となる。

（ウ）がR＝bの点に対する電位を求めるのか教えてください。

-球対称であるの ジホハムい は0ほZでの において ことがわかる。 lel。 と0 また。 og<2 として. 原点0からの距離の【m]〕 の点の電位を差準にする で, 導体球外での電気 置かれたとき の電気力線 ア ][V/m], cgくZ において ウ 導体球表面の電位は テッx 〔V] である。 用Ni アッ や Aoので lel 。 60 [C(N ・m?] と する F業和 図1 原点0から距離ヶ[m〕] だけ離れた点の電場の強 しイ I(Vmj である '

電荷の面密度Q/Sと誘電率εが与えられているとき、なぜ電波の強さがQ/εSとわかるのですか？

コンデンサーに蓄えられる電気量が減少したので電流の向きが②になるという理屈がよく分かりません。 電気量が減少するとプラスからマイナスに電流が流れるという概念が崩れるのですか？？ 教えてください🙇🏻‍♀️

334 平行板コンデンサー@ 図のように, 極板 A, Bを るつ平行板コロンデンサーがスイッチSを通して電池につなが $ 回了較較放SI前上だところコンデンサーには A せC の電荷がたまった。 9 チ 8 を閉じたまま, 板板の間隔を 3 倍に広げた。 PS 褒時間がたったとき, コンデンサーに蓄えら ⑨ 気量 0〔C〕 を求めよ。 いでて, 点を流れた電流の向きは①か②のどちらか。 時SRXのとさけは 気量の大きさは何Cか。、 ぁ全7

(1)のマーカーを引いた部分て、C=ε s/d だから Q/V＝ε s/2d となり、V=2dなので2倍 という考え方でも合ってますか？

SE平行板コンデンサー 6は両板板の問が空気で満た されている平行板コンデンサー, イチ) Eは電池である。 空気の比放電率は1 とする。 還ウチS を閉じてコンデンサーを一定電圧で充電した。 次 「 Prsarr 上Sを開き李板間隔を 2 倍に変えた。このとき, 極板間の電 3 は何人情になるか。 間BNIG。 コンデンサー のの ]じたままにして, 両極板の間を比誘電率 5 の誘電体で満たした。 き9 諾に甘えられる電気量および極板問の電場の強さは, この誘電体を入れ gk と 極板上の電気量Oは一定 れる。 のと き。 同李板の間の電位差は一定に保たれる。 iになると, 電気容 (2) 比誘電率 er=5 の誘電体で満たすと, 電 半になる。 電位 気容量 (srCo) は 5 倍になる。 電還 5 「Q=C」より, Cが5倍、がの 二 > とも0は3抽GをSR 電場の強さ「どニ す より がまわ らないから, S隊8 1倍

電気で、C=εS/d はなぜ成り立つのですか？

εrが出てくる変形がわかりません

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