コンデンサー（高校）

質問

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。

回答No.2

shkwta · ベストアンサー

＞極板間を開いて電気容量を ２C としたとき

極板間の距離を開いたら、電気容量が小さくなります。極板間の距離を半分にする、のまちがいでしょう。

＞蓄えている電気量は変わらず、電位が V/２ となりますか？

そうなります。

＞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？

極板には、それぞれ正と負の電気量が蓄えられているのだから、極板間には引力が働きます。ということは、極板間の距離が縮まるとき、コンデンサーは外部に（力学的に）仕事をすることができます。

お礼

あ、間違えました。元の問題が長かったので、「スイッチを開いて、コンデンサーの電気容量を ２C としたとき」を読んで、自分なりに簡単に書いたところ、間違えてしまいました。失礼しました。エネルギーのこと、わかりました！　ありがとうございました。

回答No.4

xeno-rd

失礼、計算間違えました。エネルギーは＃２の方のいうとおりですね。

お礼

回答ありがとうございました！　訂正ありがとうございます。

回答No.3

foobar

C->2Cにするときには、極板の間隔を狭めるんですよね。
電荷は変わらず、電圧は V/2になります。
コンデンサに蓄えられたエネルギーは CV^2/2->CV^2/4になります。
この減少分は、電極が移動するときに（電極の間には吸引力が働いている）力学的なエネルギーとして外に放出されています。

お礼

ありがとうございます。よくわかりました。前に勉強したのに、忘れてしまっていました。

回答No.1

xeno-rd

Q=CVでQは変わりませんから上の問題はそうなりますね。

下の問題は変化後の電気容量C'=2Cで計算すればエネルギーが一致するのでは？