- 締切済み
コンデンサ 電圧
図でS1だけを閉じる 次にS1を開き、S2を閉じる C1とC2の電圧V'1、V'2はいくらか 開いて電気が入ってから閉じるとどうなるのでしょうか？
- 物理学
- 回答数9
- ありがとう数1
- みんなの回答 （9）
- 専門家の回答
みんなの回答
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
> Q=CVの意味ってどういうことでしょうか？ 電荷を溜めるもの＝コンデンサに電荷を溜めて行けばコンデンサの端子間電圧は上がって行きます。 静電容量というのはその端子間電圧と溜めた電荷との比例係数だ、ということです。 並列回路は電圧が共通です。電圧が一定なら静電容量の比はそのまま電荷の比になります。 Q=CVがちゃんと頭に入っていれば、似たような質問をいくつもする必要は無くなると思います。
補足
なんとなく分かりました 並列だと電圧が共通ということですが、直列だと共通じゃないのですか？
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
仮に Q/10=C2V 9Q/10=C3V だったとしても、 足すと Q=(C2+C3)V です。 Q/2を選んだ根拠はありますか？ Q=CVの意味は理解されていますでしょうか？？ もう少し考えてみて下さい。 疑問があれば遠慮なく書いて下さい。
補足
確かにQ/10でもいいです すみません なんとなく半分に分かれると思っていました Q=CVの意味ってどういうことでしょうか？
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
> つまりC2とC3にはQ/2ずつC1から分けられるということですか？ Q/2づつではありません。Q=CVで、並列に繋がっているのでVは共通ですから、Q対Cは一定です。 ですからC2:C3=Q2:Q3です。ですがここでは合計Qだと理解しておくだけで十分です。 > Q/(C2+C3)=V'2 ここからどうするのですか？ QはS1を入れた時に決定されています。前の質問の連立方程式だけでQについて解けるはずです。 ですからそれを代入して下さい。
補足
Q/2=C2V Q/2=C3V 足すと Q=(C2+C3)V となるのでQ/2溜まってるように思えますが違うのですか？ 確かに解けました 長い間すみません、ありがとうございました
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
No.4の補足に関し、 1) S1を開くとC1の正極側の電荷が固定されます。その値は前の質問のQです。 2) C1の値は変わりませんから、S1を開いたときV1も維持されるので、V1=V'1です。 3) C1の負極は-Qでなくてはなりません。 4) C3の電荷の初期値は本来不明ですが前の質問と同様こういう問題では普通ゼロと考えます。 5) 従いまして、並列コンデンサ(C2+C3)の正極に溜まる電荷は+Qでなくてはなりません。 6) 負極は-Qになります。 7) Q=(C2+C3)・V'2で、V'2が求まります。 わからないところは何処ですか？
補足
並列コンデンサ(C2+C3)の正極に溜まる電荷は+Qでなくてはなりません。 つまりC2とC3にはQ/2ずつC1から分けられるということですか？ Q=(C2+C3)・V'2で、V'2が求まります。 Q/(C2+C3)=V'2 ここからどうするのですか？
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
No..3の補足にお答えします。 S1を閉じたときQ=C1V1=C2V2 S1を開いてS2を閉じればQ=(C2+C3)・V'2という意味だったのですが、 何かおかしな所がありますか？？ 前の連立方程式でQとV1 (=V'1)の値を算出できます。 このQの値を、S1を開いてS2を閉じた後の式、Q=(C2+C3)・V'2に利用すればV'2が求まります。 たまたま似たような質問がありました。リンク先も参考になるかも知れません。
補足
おかしな所があるというか、説明がなくよく分からない状態になっていました S1を開いてS2を閉じればQ=(C2+C3)・V'2となるのはなぜですか？
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
今回のNo.2で説明したV1、V2は、V'1、V'2のつもりでした。V'1=V1、Q=(C2+C3)・V'2です。 V1とQは前の質問(7700830) No.6のV1、Qを使って下さい。 No.1で書いたスイッチの原則が理解できていれば答えが出せる筈だと思ったのですが。 「コンデンサの正極と負極に溜まる電荷は大きさが等しく極性が逆で、その大きさをそのコンデンサに溜まった電荷と言う」 という説明も必要だったかもしれませんね。
補足
V2はV'2のことですね、分かりました 「Q=(C2+C3)・V'2です。 Qは前の質問(7700830) No.6のQを使って下さい。」 Q=C1V1=C2V2とQ=(C2+C3)・V'2は違いますが、どういうことなのでしょうか？
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
図がみえるようになりました。先ほどは何かトラブルがあったのかも知れません。 一つ前の質問： http://okwave.jp/qa/q7700830.html の方は図見えなくなっています。質問者の方には前の質問の図は見えますか？ 私の環境か、システムにまだ何かのトラブルがあるのでしょうか。 本題ですが； S1を開くとC1の正極側の電荷が固定されます。その値は一つ前の質問のQです。 C1の値は変わりませんから、S1を開いたときV1も維持され、一つ前の質問のV1と同じです。 C1の負極は-Qでなくてはなりません。 C3の電荷の初期値は本来不明ですが前の質問と同様こういう問題では普通ゼロと考えます。 従いまして、(C2+C3)の正極に溜まる電荷は+Qでなくてはなりません。負極は-Qになります。 Q=(C2+C3)・V2で、V2が求まります。
補足
前の質問の図は削除しました Q/(C2+C3)=V2ですよね QとV'1とV'2はどうするのでしょうか？
- el156
- ベストアンサー率52% (116/220)
図が見えません。質問の意味もあまり良くわかりませんが、 スイッチを閉じるというのはスイッチの両側の電位が同じになるように電荷が調整されるということです。 スイッチを開くというのは、開いて独立することになった回路部分の合計電荷が開く直前と同じ値に維持されるということです。 これとQ=CVを使えば解けると思います。
補足
スイッチを閉じて電気が入ってから開くとどうなるのでしょうか？ の間違いです また 図は、これ以上は無理です すみません 「スイッチを開くというのは、開いて独立することになった回路部分の合計電荷が開く直前と同じ値に維持される」とはつまり合計電荷は変わらないってことですか？電圧などはどうなるのですか？
関連するQ&A
- コンデンサの充電電圧について
起電力E、内部抵抗R の電池に 電気容量C のコンデンサをつなぎます。 この回路で、コンデンサーの充電が終わったときのコンデンサーにかかっている電圧Vはいくらになるんでしょうか。 答えにはV=Eと書いてありました。 ですが、内部抵抗で電圧低下が起こるのでV=E-RIではないのですか？
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーの問題です
図でC1,C2,C3は電気容量がそれぞれC(F),2C(F),3C(F)のコンデンサー,Vは電圧V(V)の電池、S1,S2はスイッチである。ただし初め、各コンデンサーには電荷がなかったものとする。 (1) S1のみを閉じたときC2の電圧を求めよ。 (2) 次に、S1を開いてからS2に閉じた時の電圧を求めよ。
- 締切済み
- 物理学
- コンデンサーの耐電圧
つぎの問題でわからない点があります。 （１）電気容量4μF、耐電圧500Vのコンデンサー2個を直列につないだものを 3個並列につなぐと、合成容量および全体の耐電圧はいくらか。 という問題で、合成容量はわかりますが、耐電圧がいまいち わからないので、答えを見たところ1000Vとなっていました。 直列だから二つの耐電圧を足せばいいのだと覚えたのですが、 次の問題でわからなくなりました。 （2）容量が3μF、2μF、1μFのコンデンサを直列につないで両端に 電圧をかける。各コンデンサの耐電圧が900Vであれば、最大何Vまで かけられるか。 という問題で直列だから、足せばいいと思って、2700Vかなと思ったら 答えは1650Vでした。どうしてでしょうか？ 今思えば与えられた容量をつかってないから足せばいいというのは まちがっているようですね・・ わからないので、おしえてください。 もしかして（1）も足せばいいというのは間違ってますか？
- 締切済み
- 物理学
- 高校物理、コンデンサー
図のような回路を考えます。また、（１）の段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ１，ｖ２、（２）（３）段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ1`、ｖ２‘、ｖ３‘と表します。各コンデンサーの容量はC、それぞれの電池電１、電２の起電力はVです。 （問題） （１）スイッチｓ１を閉じて、十分時間がたった後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （２）（１）の状態からｓ１を開き、ｓ２を閉じ、十分時間が経過した後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （３）（２）の状態でG、Y間の電位差を求めよ。 （疑問） （１） 私の解答ｃ１、ｃ２に蓄えられる電気量は等しいから、ｃｖ１＝ｃｖ２⇔ｖ１：ｖ２＝１：１ゆえ、ｖ２＝１／２V （２）ｓ１を閉じると、ｃ１に蓄えられていた電荷は動けない。ｃ２からｃ３へと電２の起電によって電荷が移動する。 電圧降下はｖ２‘＋ｖ３‘＝V 電気量の保存を考えてーｃｖ１＋ｃｖ２＝ーｃｖ１＋ｃｖ２‘－ｃｖ３‘⇔ｃｖ２＝ｃｖ２‘－ｃ（V－ｖ２‘）⇔ｖ２‘＝３／４Vゆえ、答えは３／４ｃｖ (1)解答に、ｓ１を開き、ｓ２を閉じたとき、ｃ２ｃ３には全体として、Vの電圧がかかる。スイッチを閉じる前のｃ２ｃ３にかかる電圧より上昇するから、両方のコンデンサーに充電される。とあるのですが、どういうことでしょうか？ (2)解答に、ｃ２ｃ３の間は絶縁され、ｃ３に充電された電荷とｃ２で増加した電荷は同じ量である。そこで、ｃ２の電気量からｃ３の電気量を引けば、ｓ２を閉じる直前にｃ２が蓄えていた電気量になるとあるのですが、どういうことでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 高校物理、コンデンサー
図のような回路を考えます。また、（１）の段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ１，ｖ２、（２）（３）段階でのそれぞれのコンデンサーにかかる電圧をｖ1`、ｖ２‘、ｖ３‘と表します。各コンデンサーの容量はC、それぞれの電池電１、電２の起電力はVです。 （問題） （１）スイッチｓ１を閉じて、十分時間がたった後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （２）（１）の状態からｓ１を開き、ｓ２を閉じ、十分時間が経過した後、ｃ２にかかる電圧と蓄えられる電荷を求めよ。 （３）（２）の状態でG、Y間の電位差を求めよ。 （疑問） （１） 私の解答ｃ１、ｃ２に蓄えられる電気量は等しいから、ｃｖ１＝ｃｖ２⇔ｖ１：ｖ２＝１：１ゆえ、ｖ２＝１／２V （２）ｓ１を閉じると、ｃ１に蓄えられていた電荷は動けない。ｃ２からｃ３へと電２の起電によって電荷が移動する。 電圧降下はｖ２‘＋ｖ３‘＝V 電気量の保存を考えてーｃｖ１＋ｃｖ２＝ーｃｖ１＋ｃｖ２‘－ｃｖ３‘⇔ｃｖ２＝ｃｖ２‘－ｃ（V－ｖ２‘）⇔ｖ２‘＝３／４Vゆえ、答えは３／４ｃｖ (1)解答に、ｓ１を開き、ｓ２を閉じたとき、ｃ２ｃ３には全体として、Vの電圧がかかる。スイッチを閉じる前のｃ２ｃ３にかかる電圧より上昇するから、両方のコンデンサーに充電される。とあるのですが、どういうことでしょうか？ (2)解答に、ｃ２ｃ３の間は絶縁され、ｃ３に充電された電荷とｃ２で増加した電荷は同じ量である。そこで、ｃ２の電気量からｃ３の電気量を引けば、ｓ２を閉じる直前にｃ２が蓄えていた電気量になるとあるのですが、どういうことでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- コンデンサーと電池だけの回路
コンデンサーと電池だけの回路 図のような回路があり、s1、s2 を同時に閉め、再び開けたときの電圧V1、V2、V3 を求める問題で質問があります。 まず、s1、s2 を閉めて電流の流れが止まったときの電圧はすべて等しい（違えば電流が流れるはず）ので V1 = V2 = V3 だと思うのですが、このときの電圧の値はどうやって求めるのでしょう？ 次に本来の問題である s1、s2 を再び開けたときの電圧V1、V2、V3 を求めるとき、電荷保存の法則から（C1、C2、C3 の電気量をQ1、Q2、Q3とする） -Q1-Q2+Q3 = 0 とするのははわかるのですが V1+V3 = E ・・・・・(1) V3+V3 = 2E ・・・・・(2) とすればいいということがいまひとつ腑に落ちません。これに Q = CV を各コンデンサーに適用すれば解けることはわかります。 (1)、(2)は C1 にたまる電荷は E だけに依存 C2 にたまる電荷は 2E だけに依存 C3 にたまる電荷は E、2E の両方に依存 ということを示しているように思えますが、そういう解釈でよろしいのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 次のコンデンサーの問題の解き方を教えてください
コンデンサーの接続の問題です。次のコンデンサーの問題の解答を教えてください。 図のように起電力がVの電池E1と2Vの電池E2と、電気容量がそれぞれC,2C,3CのコンデンサーC1,C2,C3をつなぐ。はじめ全スイッチは開いており、各コンデンサーに電気量は蓄えられてない。また、スイッチの開閉は十分時間が経過してから行われるものとする。 (1)S1のみを閉じた時、C1のb側極板に蓄えられる電気量はいくらか。また、点aに対する点bの電位はいくらか。 (2)次にＳ1を開いたあと、S2をとじた。このときC1のb側極板に蓄えられる電気量はいくらか。また、点aに対する点ｂの電位はいくらか。 (3)続いて、S1とS2を共に閉じた時、C1のｂ側極板に蓄えられる電気量はいくらか。また、点aに対する点ｂの電位はいくらか。 お願いします。
- 締切済み
- 物理学
お礼
分かりました 長い間ありがとうございました