- ベストアンサー
つないだコンデンサー同士の電位について。
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
こんばんは。 つないだ後であるにもかかわらず電極間の電位が異なるとすれば、電極間の結線を電流が流れることになりますが、 それは変だと思いませんか？
関連するQ&A
- 静電容量 エネルギー
電気容量Cの平行板コンデンサーにおいて、電荷をもたない状態から負電荷から正電荷を少しずつ正極板に移動させて、最終的に極板の電荷が＋－Qの状態をつくりあげた。 aその途中で電荷が+-qのとき極板間の電位差はいくらか？ bその電位差で、△qの微小電荷を負電荷から正極板に移動させるに要する仕事△Wはいくらか？ c仕事△Wをq=0からq=Qまで積分すれば、電荷をもたない状態から極板の電荷が+-Qの状態にするための仕事が得られる。この仕事、すなわちコンデンサーに蓄えられた静電エネルギーUを求めよ。 d電気容量C=4.0μFのコンデンサーをV=12Vの電池につないで充電した。蓄えられた電荷Qはいくらか？また、静電エネルギーUを求めよ。
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーの数を増やすと・・・？
容量Ｃのコンデンサーに電荷Ｑが蓄えられている時の静電エネルギーは Ｅ＝1/2・ＣＶ＾2＝1/2・Ｑ＾2/Ｃ は公式からもすぐにわかります。 この回路に同じ容量の電荷のたまっていないコンデンサーを並列につないでいくと、電荷は保存されるからそれぞれのコンデンサーに1/2Ｑずつ分配されるので全静電エネルギーは Ｅ＝（1/2）Ｃ（Ｑ/2Ｃ）＾2＝1/4・Ｑ＾2/Ｃ となり先の分の半分になってしまうことがわかる。 すると、このエネルギー減少分はどこにいってしまったのでしょうか？回路の抵抗はこの場合、無視しているので抵抗とは考えられないので、わからないです。
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーの問題
静電容量がC、2CのふたつのコンデンサーC1、C2が直列につながれ、内部抵抗の無視できる起電力Vの電池、スイッチSでできた回路がある。 最初、コンデンサーC1には、電荷が図のように、＋q、－q蓄えられている。コンデンサーC2には最初、電荷はないものとする。この状態でスイッチを閉じたとき、コンデンサーC1、C2に蓄えられる電気量はそれぞれいくらか。 電場の向きからVとC1でC2を充電すると考えて、 V＋Q1/C＝Q2/2C （電位の式） Q1＋Q2＝q （電荷保存） にして計算すると Q1＝q-2CV/3となり解答のQ1＝2CV-q/3と符号が逆になります。 q-2CVが正か負かわからないんですがq-2CV/3に絶対値をつけとけばいいんでしょうか よく分からないので教えてください
- 締切済み
- 物理学
- コンデンサーの静電エネルギーの変化の現象について
誰か教えて下さい。 電器容量ＣのコンデンサーＡ、Ｂがある。また外部との電荷の流入、流出はないものとする。 初めにコンデンサーＡに電荷Ｑが貯まっており、Ｂには貯まっていないものとし、ＡとＢの両端を抵抗の無視できる導線で繋ぐ。 そうすると繋いだ瞬間の全体の静電エネルギーはＱ^2/２Ｃとなり、しばらく経った後の全体の静電エネルギーはＱ^2/２(Ｃ＋Ｃ)になりますよね？(自信ない^^;)この時、極板間隔が変わらないとすると静電エネルギーの差はどこで消費されるのでしょうか？ 僕の考えは、繋いだ瞬間は、Ａ・Ｂには電位差があるのでＡ・Ｂをつなぐ導線が可変抵抗(？)になって導線内でジュール熱が生まれる、なのですが間違っていますか？ 誰かわかりやすく、起こっている現象を教えていただけませんか？よろしくおねがいします。
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーと電気回路の問題について
電気回路の問題を解いていて、わからないところがあります。 コンデンサーについての問題なのですが、答えを読んでも理解しがたいので、どなたかわかりやすくご教授いただけませんか？お願いします。 まず、コンデンサーについての理解が足りないのかもしれませんが、どの参考書を見てもQ=CVとかそういう類のことしか書いていなくて、回路の問題についての記述があまりなくて困っています。 問題文です。 E=12[V]の電源、R_1=2[kΩ],R_3=3[kΩ],R_3=R_4=5[kΩ],の抵抗、C_1=20[μF],C_2=40[μF]のコンデンサー、S_1,S_2,S_3のスイッチを用いた回路です。 最初、コンデンサーに電荷はなく、スイッチは開いているものとします。R_1～R_4以外の抵抗は無視できるものとします。 (1)スイッチS_1,S_2を閉じると点Q(C_1とC_2の間)の電位を求めよ (2)さらに、スイッチS_3を閉じた。コンデンサーに蓄えられる電気量はいくらか (3)その後、スイッチS_3を開き、続いてスイッチS_1を開いた。コンデンサーC_2に蓄えられる電気量はいくらになるか。また、点Qの電位はいくらになるか求めよ。 解答 (1)V=(20/(40+20))×12=4[V] (2)C_1で蓄えられる電圧はR_1での電位差に等しい。 R_1:12×(2/(2+3))=24/5[V] Q=CVより、Q=20×24/5=96[μC] (3) (2)の状態でC_2に蓄えられた電荷は、 12×(3/5)×40=288[μC] S_3を開いても、C_1-C_2間の電荷は保存される。 電荷の和は、 -96+288=192[μC] C_1,C_2に蓄えられている電荷をそれぞれQ_1,Q_2とすると、アースにつながっているため、2つのコンデンサーの電位の和は0 Q_1+Q_2=192(1) Q_1/20+Q_2/40=0(2) (1),(2)より、Q_1=-192,Q_2=384 384/40=9.6[V] 主な疑問 (1)勉強不足で申し訳ありませんが、なぜ解答のような式になるのかわかりません。 調べてみましたが、コンデンサー１つの回路は多くお目にかかっても、２つの直列回路のコンデンサーでおまけに中間となるとどのように考えたら良いのかわかりませんでした。 (2)解答に「C_1で蓄えられる電圧はR_1での電位差に等しい」とありますが、R_3は考慮しないのですか？ (3)まだここまで手がまわっていないんですが、もしよりわかりやすい追加情報があればお願いしたいです。 皆さんお忙しい中、この質問を見ていただきありがとうございました。
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサー（高校）
電気容量 C のコンデンサーが電位 V になるまで電気を蓄えさせ、電池などからはずし、そのコンデンサーの極板間を開いて電気容量を ２C としたとき、蓄えている電気量は変わらず、電位が V/２ となりますか？ また、静電エネルギーは CV^2/2 （←「 C×（V の２乗）」のつもりです）から CV^2/4 になりますよね、このとき、つながってない回路のこのエネルギーはどうなったのですか？ 教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーがわからないです…
以下の問題です。 極板の面積と極板間の距離とが変えられるコンデンサーがある。 極板の面積がＳ（m2）、間隔がd(ｍ）のとき、コンデンサーの電気容量が5.0μFであった。このとき、極板間に10Vの電位差をかけて、十分時間がたったあと、電源を取り除いた。 （1-2-1）コンデンサーに蓄えられた電気量Ｑ0（Ｃ）とエネルギーＵ0（Ｊ）はいくらか。 （1-2-2）電荷を蓄えているこのコンデンサーの面積を２Ｓ（m2）、間隔をd／2（ｍ）にしたとき、 （ア）コンデンサーの電気容量は何μFになるか。 （イ）コンデンサーの極板間の電位差は何Ｖになるか。 （ウ）コンデンサーに蓄えているエネルギーは何Ｊになるか。 （エ）極板間に働く力はもとの何倍になるか。
- 締切済み
- 物理学
- 平行板コンデンサーの静電エネルギーについてです。
平行板コンデンサーの静電エネルギーについてです。 極板間の距離をdとして、＋に帯電する極板の電荷をQ１、電位をV21、ーに帯電する極板の電荷をQ２、電位をV12とします。 公式通りであれば、静電エネルギーU=(1/2)Q(V21-V12)=(1/2)Q^2/Cとなります。 しかし、U=qVを考えたときに、結果が等しくなるのでしょうか？ V21=k(Q2/d)なので、U=Q1V21=Q1k(Q2/d) ただし、k=1/4πεとします。 コンデンサーなので、Q=Q1、-Q=Q2とします。 すると、U=-kQ^2/d=-Q^2/4πεd これらを比較すると、C=εS/d=-2πεd ⇔ S=-2πd^2 このように、おかしな事になります。 どこを直したら結果が等しくなるのか、教えてください。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
あ、なるほど。