- ベストアンサー
コンデンサーの片極へ１クーロンを与えた場合。
高校物理２の分野ではなさそうです。私の興味による質問です。地球から十分に離れたところに１辺33kmの正方形の金属平板が10cm離れて置かれている。それは、1ファラッドのコンデンサーです。その片極に１v をかけるのは無理でしょう。片極に1クーロンを与えたらどうなりますか。反対の極に電荷がたまりますか。電位は点電荷からd 離れて・・・を無理に当てはめると大まかな数値・・・・・？いや、1クーロンを与えたらその極板が何ボルトになるか、静電容量が1ファラッドであっても、片方が接地もされてないので、合成容量が出ないでしょう。考えがわからなくなってきたが、宜しくお願いします。
- pitagorajr
- お礼率45% (587/1282)
- 物理学
- 回答数2
- ありがとう数2
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
関連するQ&A
- 平行平板コンデンサーに誘電体を挿入する
平行平板コンデンサー（面積S,距離ｄ、表面の電荷密度qで帯電している）に誘電体をきっちりいれるとき、誘電体が 分極の強さPで誘起されるとき、このコンデンサーの静電容量を求めよ。（ただし両極板は何もつながれていないし、真空の場合の静電容量C。＝ε。*S/ｄは使ってよい） という問題を考えているのですが、 コンデンサーの間の電場は、極板から電気力線がqS本でていたのが誘電分極で誘起された分pSの分だけ減って、 結局qS-pS本が極板から極板にでているので、 両極板の電位差はqS-pS本の電気力線が出ている場合の真空中のコンデンサーの両極版の電位差と等しいのでこれをVとおくと V=d(q-p)/ε。 よって帯電している電荷はqsで保存しているので 求める静電容量Cは C＝qS/V=ε。S(q-P)/dと考えたのですが、 何か違うような気がします。 どうか何が違うかご指摘ください
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーの極板間に入れた金属板に働くクーロン力
電池にコンデンサーをつなぎ、十分長い時間が経過したあと、その間に金属板をいれたとき、金属板に働くクーロン力のy軸に平行な成分の大きさはいくらか。という問題です。 解説には、金属板の上下表面に同じ大きさで逆符号の電荷が静電誘導によって生じ、両極版からのy軸方向の力が釣り合うため、静電気力のy軸に平行な成分は0になる。とありました。 クーロン定数をk, コンデンサーに蓄えられている電荷をQ(>0), 静電誘導により金属板に生じた電荷をq(>0), 金属板の上面(図のy軸の正方向を上とする)からコンデンサーの上側の極板までの距離をr, 金属板の下面からコンデンサーの下側の極板までの距離をRとおくと、金属板に働くクーロン力のy成分は kQq(1/r^2-1/R^2)となり、r=Rのとき(金属板がコンデンサーのちょうど真ん中にあるとき)にしか力が釣り合わなくなると思います。 どうして、「金属板の上下表面に同じ大きさで逆符号の電荷が静電誘導によって生じ、両極版からのy軸方向の力が釣り合う」と言えるのでしょうか。 ご教授お願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーについて教えて下さい
教えて下さい。高校生レベルです。 電池（直流）１個とコンデンサー１個の回路です。 電池の電位差が Vボルトです。 コンデンサーの電気容量が Cファラッドです。 十分に時間が経ち、コンデンサーの極板間の電位差がVボルトになると、 コンデンサーに溜まったエネルギーは 1/2CV^2と思います。 このまま（電池につないだまま）、極板間の距離を大きくするとどうなるのでしょうか？ == 私の見立ては、以下のとおりで、矛盾だらけです。 距離が大きくなるので、コンデンサーの電気容量は 小さくなると思います。 電池につないだままなので、極板間の電位差はVのまま。 となると、コンデンサーのエネルギーは 電池に戻るのかなと思います。 （コンデンサーに溜まったエネルギーが、離れた分、電池に戻った感じです。） しかし、極板間には ちから（電磁気力？）が働いていると思うので、離した距離分だけのエネルギーが外部から加わっています。このエネルギーはどこに行ってしまったのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 小金属球に＋２クーロンを与えたら、4っつのこと。
地球などからはるか遠くにある想定です。(1)から(4)に間違いがあれば正して下さい。 (1) 近くに帯電していない小金属球を近づけると、くっついた後すぐ離れ、それは＋1クーロンずつの帯電になり、それなりの斥力が働く。 (2) 右に２mの位置には右向きに0.5[N/C]の電場がある。（単位のカッコの形は無視） (3) 右に２mの所の電位は１Ｖである。 (4) 点に静電容量が無いために、V=Q/Cを使って点または点電荷の近くの電位は無限に近く高い。 (5) 点電荷でなく、平板であった場合、無限遠を相手にした静電容量はどうなりますか？(5)は質問です。
- 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
- 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
- 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
- コンデンサの考え方
よろしくお願いします。電気について勉強しはじめたのですが、電気やコンデンサについてよくわかりません。 問題 次の回路について考える。回路は、 （電池（マイナスープラスの順））－（点A）－（コンデンサC1（90μF））―（点D）－ここから並列です （コンデンサC2(40μF)） ― ―（点B）－（電池にもどる） （コンデンサC３(20μF)） という回路です。コンデンサC2とC3のみ並列です。 ４）AB間の合成容量を求めよ。（答え３６μF） ５）コンデンサC１の右側の極板に蓄えられる電気量Q１はいくらか？ ６）AD間、DB間の電圧V1とV2を求めよ。（答えV１＝４V、V2＝６V） ７）C2、C３の左側の極板に蓄えられる電気量Q２、Q３を求めよ。 です。４と６はわかったのですが、５と７について質問です。 ５の解説：合成容量の考えは１つのコンデンサとみなすので、合成の左にためる電荷はC１にたまる電荷と同じ。 Q1＝-36*10＝-360uC ７の解説：C２、C3には６Vかかっています。２つとも左側に蓄えられる電気量は正電荷。 Q２＝40*6＝240uC Q3=20*6=120uC なのですが、これがよくわかりません。 これは、Q=CVという公式をつかっているのだと思いますが、 ５では、Cについて合成容量を使っているのに、どうして７では、Cを合成容量をつかっていないのですか？ また、Vについても同様で、５では、全体の１０Vを使っているのに、７ではどうして６Vになっているのでしょうか？Q1は、問６でAD間は４Vとでているので、全体の１０Vではなく４Vを使うべきではないでしょうか？ 基本的なところだとは思いますがよろしくお願いします。 回路のところはわかりにくいと思いますが、補足が必要であれば、させていただきますのでよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 高校物理 コンデンサーの充電について
コンデンサーの充電について疑問が起こったので質問します。 容量CのコンデンサーにVボルトの電池をつないで充電します。 充電完了後の極板間の電位差は電池と同じVボルトになるのは 理解できます。では充電されている最中の極板間の電位差は どうなのでしょうか。 電池の起電力はVで一定ですが、極板間の電位差V'は公式より V'=Q/Cとなり、V'は電荷Qによって変わる変数です。 よって、V≠V'となります。 ところが導線部分の電位はどこでも等しいので、V＝V'となると思います。 これは矛盾すると思います。 充電される最中の極板間の電位差はVなのかV'なのか、どちらなのでしょうか。 理由なども入れてよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 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
お礼
下手な質問によくまとめられた、回答を頂きありがとうございました。前半はほとんど理解でき、後半はそんなものかなあと、思ってる状態です。ここで締切発展した質問をおこします。あなたの回答に不満足ではないのですが、物理家の性格として、正確を求める質問をするので、気を悪くなさらないでください。