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コンデンサの回路について

図の回路において、10μFのコンデンサのみに電荷Qが蓄えられている。 今、スイッチSを閉じると10μFのコンデンサより750μCの電荷の移動があり、端子AーB間の電圧が25Vになった。コンデンサCの容量と初めに蓄えられていた電荷Qはいくらか。 という問題です。 出来るだけ分かりやすく教えてください。 お願いします。

noname#188164
noname#188164

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回答No.1

便宜上、左側のコンデンサをC1、右側を上から順にC2、C3とします。 C1=10μF、C3=90μFは各コンデンサの容量なので、今回はスイッチを入れただけで、 誘電体を挿入とかしていないので操作の前後で変わりません。 各コンデンサの電荷及び電圧を操作の前と後で、 Q1,Q2,Q3,V1,V2,V3→Q1',Q2',Q3',V1',V2',V3' と変化したと仮定します。 題意より、Q1の電荷が移動して減るので、 Q1'=Q1-750[μC] V1'=V2'+V3'=25[V] 右側のコンデンサ2個を合成した容量は、 1/(1/C2 + 1/C3)=C2C3/(C2+C3) 公式:Q=CVより、 750={90・C2/(C2+90)}・25 整理して、 90C2=30(C2+90)⇔60C2=2700 ∴C2=45[μF] スイッチを入れた後の左側のコンデンサは、 Q1'=C1・V1'に数値を代入して、 (Q1-750)[μC]=10[μF]・25[V] ∴Q1=1000[μC]若しくは、1[mC] と計算できました。

noname#188164
質問者

お礼

ありがとうございます。 助かりました。

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回答No.2

750μC 減ったのだから電圧の下がった分は 750μC/10μF=75V だから元の電圧は 75 + 25 = 100V 従って電荷量Qは 100V x 10μF = 1000μC

noname#188164
質問者

お礼

ありがとうございます。

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