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記事No.1515に関するスレッドです

コンデンサー回路とエネルギーの問題です / あたし!強くなる! [関東] [高2生]
初めて質問させて頂きます
新体系物理?T・?Uのp141,296番の問題です

(1),(2)は自分でも解けたのですが,(3),(4)は解説を読んでも分かりませんでした
特に(3)の解説三行目

「このことと,P0を移動後のP1P0およびP2P0間の電位差が等しい事から」

という部分や、(4)の解説一行目

 W(x)=(2C0V)^2/2{C1(x)+C2(X)}

という部分が分かりません。
(3)では、何故、これらの極板の電位差が等しいのでしょうか
(4)では、多分エネルギーと仕事の関係から、
 W=U=Q^2/2C
を用いているのでしょうが、分母が2{C1(x)+C2(X)}となっているので
全体としての静電容量をC'とすると、C'=C1(x)+C2(X)ということになっていると思うんです
ですがこの様な静電容量の合成の仕方は並列のときのみのはずなのですが、問題の図をみると並列にはなってないみたいですし・・・
ということが分かりません。

どなたか解説お願いします

No.1514 - 2010/02/28(Sun) 10:56:54

Re: コンデンサー回路とエネルギーの問題です / kinopy [塾講師]
あたし!強くなる!さん,はじめまして。kinopyです。

回答が遅くなり申し訳ありませんm(__)m
この回路はこの図のままでは分かりにくいので,図を書き換えましょう。

図を見ると(3)の電位差が等しいことは納得いただけるのではないでしょうか?
(4)についても図を見ると並列のコンデンサーに,2C0Vの電荷が蓄えられた状況だと見えますよね?

また,(1)(2)の流れから行くとQ1=C1/(C1+C2)×C0Vの式を使ってC1に蓄えられた静電エネルギーがU1=1/2×Q1^2/C1=1/2×C1/(C1+C2)^2(C0V)^2,C2の方も同様にU2…
と計算して,U=U1+U2とやってもいいかと思います。

No.1515 - 2010/03/03(Wed) 05:44:30

Re: コンデンサー回路とエネルギーの問題です / あたし!強くなる! [関東] [高2生]
なるほど!
納得しました。ありがとうございました!

No.1517 - 2010/03/08(Mon) 14:15:00