- ベストアンサー
静電力について
こんにちわ！ 静電力の問題で分からないことがあるのでお願いします！！ 問題 比誘電率＝３の絶縁油中に置いた点電荷を、それぞれ4μC、および－5μCとし、その間隔を１ｍするとき、両電荷間に働く力Fは？ この－5μCは、マイナスのまま式に入れてもいいのでしょうか？ その場合、答えが－0.06Nになるのですが・・・・
- 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
関連するQ&A
- 静電容量の問題がわかりません。
間隔d［ｍ］、面積Ｓ［m2］の平行板コンデンサがある。板間の誘電率が一方の板から離れるにつれて直線的に増加する場合の静電容量を求めよ。ただし、両板における誘電体の誘電率をそれぞれε1、ε2とする。 この問題がわかりません。もうすぐテストなので、本当に困ってます。この問題の答えは、{Ｓ(ε2-ε1)}/{d(ε2/ε1)}です。解説できる方よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電磁気 （静電容量）
電磁気の静電容量に関する問題なのですが，解答がないため，答えがあっているかがわかりません。僕なりの解答と解答方法をのせているので，間違いがあれば教えてください。 極板の面積がS，間隔がdで，極板間が真空の平行板コンデンサがある。ここで，極板の端の影響を無視できるものとして，次の問いに答えなさい。ただし，真空の誘電率はε0とする。 （1）コンデンサの静電容量をS,d,ε0を用いて表せ。 C=ε0*S/d [F] (2)コンデンサに電荷Qが蓄えられている時，コンデンサに蓄えられる静電エネルギーをQ,S,d,ε0のうち必要なものを用いて表しなさい。 W1=1/2*C*V^2=1/2*Q^2/C =(dQ^2)/(2ε0*S) [J] (3)図のように，Qを一定に保ったまま，上側の極板をわずかな距離Δdだけ引き離すとする。このとき，コンデンサに蓄えられる静電エネルギーをQ,S,d,ε0のうち必要なものを用いて表しなさい。 上側の極板をわずかな距離Δdだけ引き離したときのコンデンサの静電容量は C=ε0*S/(d+Δd) よって，コンデンサに蓄えられる静電エネルギー W2=1/2*C*V^2=1/2*Q^2/C ={(d+Δd)Q^2}/{2ε0*S} [J] (4) (3) で上側の極板をΔdだけ引き離すのに力をQ,S,d,ε0のうち必要なものを用いて表しなさい。 上側の極板をわずかな距離Δdだけ引き離すのに必要なエネルギーは W2-W1={(d+Δd)Q^2}/{2ε0*S}-(dQ^2)/(2ε0*S)=(ΔdQ^2)/(2ε0*S) またΔdだけ引き離すのに必要なエネルギーは以下の式でも表わされるので， F*Δd=(ΔdQ^2)/(2ε0*S) よって，求める上側の極板をΔdだけ引き離すのに力Fは F=Q^2/(2ε0*S) [N]
- ベストアンサー
- 物理学
- 再度電磁気学について
●点電荷Ｑ１（＝５０μＣ）とＱ２（＝１０μＣ）が、ある点を原点として、それぞれ、（－１，－１，０）ｍと（１，１，０）ｍの位置にあるとき、Ｑ１に働く力Ｆ＝（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）を求めよ。ただし、真空の誘電率をε０＝８．９×１０＾（－１２） Ｆ/ｍとせよ。 という問題です。 Ｒ＝（－１－１，－１－１）＝（－２，－２，０） ｜Ｒ｜＝√（４＋４＋０）＝２√２ Ｆ＝（－１/√２，－１/√２，０）になるのですが、この答えは電荷がＱ１・Ｑ２ともに題中からプラスでした。 この問題で、電荷がＱ１・Ｑ２ともにマイナス、Ｑ１がプラス、Ｑ２がマイナスの場合それぞれ答えはどうなりますか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 静電容量式湿度センサについて教えてください！
静電容量式湿度センサについて教えてください！ まったく電気知識が無い状態で湿度センサについて 調べ、資料化することとなりました。 インターネットで調べれば簡単さ！！と思っていたのが間違いでした。。 さて、本題ですが、私が調べた限りでは「誘電率」と「静電容量」の変化が 肝となっていると思うのですが「誘電率」と「静電容量」の関係が全くわかりません。 現時点で、私の理解は 「誘電率」とは電圧をかけた際、電子が自分の部屋（原子）から飛び出さないが 部屋の端に引き寄せられる力を示すもの。 「静電容量」は部屋の端に引き寄せられた電子を蓄える為の貯蔵庫みたいなもの という風に理解しているのですが、間違っていると思いますので訂正していただければ と思います。 また、静電容量式湿度センサは「誘電率」の変化により「静電容量」が変化する と書かれていたのですが、 「誘電率」が何故変化するのか 「誘電率」は低湿域と高湿域ではどちらが高いのか 「誘電率」が高いと「静電容量」は大きくなるのか、小さくなるのか 「誘電率」が変化すると何故「静電容量」が変化するのか も教えて頂きたく思います。 誰でもそれとなくわかるように、静電容量はバケツのようなものですといった 比喩を用いた資料作成を考えております。 ぜひご教授お願いいたします。
- ベストアンサー
- 科学
- 電気磁気学の問題です。
●点電荷Ｑ１（＝５０μＣ）とＱ２（＝１０μＣ）が、ある点を原点として、それぞれ、（－１，－１，０）ｍと（１，１，０）ｍの位置にあるとき、Ｑ１に働く力Ｆ＝（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）を求めよ。ただし、真空の誘電率をε０＝８．９×１０＾（－１２） Ｆ/ｍとせよ。 という問題です。 Ｒ＝（－１－１，－１－１）＝（－２，－２，０） ｜Ｒ｜＝√（４＋４＋０）＝２√２ Ｆ＝（－１/√２，－１/√２，０）になるのですが、この答えは電荷がＱ１・Ｑ２ともに題中からプラスでした。 この問題で、電荷がＱ１・Ｑ２ともにマイナスだったり、Ｑ１がプラス、Ｑ２がマイナスだったりしたらどうですか。そこら辺の符号のつかみ方がわからないので教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電場についての問題ですが
以下の問題ですが、 空間のある点に5.0×10＾-6[Ｃ]の点電荷を置くと、6.0×10＾-4[N]の力を受けた。 (1)この点の電場の強さはいくらか。 (2)同じ点に-3.0×10＾-6Cの電荷を置くと、どのような力を受けるか。 この問題では、真空誘電率εが与えられています。 (1)は、E＝F/a＝6.0×10＾-4[N]/5.0×10＾-6[Ｃ]＝1.2×10＾2[N/C]と出したのですが、これでいいでしょうか。(2)については、どのように解いたらよいのかわかりません。分かる方よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 平行平板極板間に働く力を求めたのですが
面積Sで極板間隔がx、誘電率はεでたあっている電荷はQと一定です。 極板間隔は変化します。 このとき、静電容量CはC＝εS/xとできるから 極板にたまるエネルギーUは U＝Q^2/2C＝Q^2x/2εS となるから、かかるちからFは F＝dU/dx(ｘで編微分)＝Q^2/2εS なので極板間にかかる力はQ^2/2εSでいいのでしょうか？ これだと、極板間隔を広げてもかかる力は変わらないってことになってしまいますよね？ 直観的におかしいと思うので質問しました。 どこがおかしいのか教えてください！
- ベストアンサー
- 科学
- 電場について
ある質問サイトを見て疑問に思いました。 電圧と極板距離が同じで、一方は真空(比誘電率1)で、もう一方は誘電体(比誘電率4)のコンデンサがあります。 答えは、電場の比率が1だそうですが、自分が思うに、誘電体を入れた方が4倍の電場になると思いました。 真空のコンデンサの静電容量をC1とし、 比誘電率4のコンデンサをC2とすると、 C1:C2=1:4となります。 電圧は繋いだまま一定なので電荷量も、 式Q=CVより、 Q1:Q2=1:4と思います。 電場と電束密度はD=εEより、比例関係ですので、電荷Q(電束)が増えれば電場(単位面積あたりの電気力線)も増えると思います。 何故電場の比率が1なのでしょうか？ ちなみにE=V/dの公式で見れば、Vもdも一定ですのでどちらも電場は一緒になりますが…。 コンデンサについての知識が浅く、今ひとつ理解し難い状態です。 どなたかお力をお貸しください。 宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
回答ありがとうございます。 答えがマイナスなら吸引力、プラスなら反発力が働くといことであり、クーロンの法則にマイナスの電荷のまま当てはめて計算しても大丈夫なんですね！！