高校物理、コンデンサーの直列つなぎ

質問

図のように、直列につながれたコンデンサー全体にVの電圧をかける。このとき、C1,C2にかかる電圧をそれぞれV1,V2とすると、それぞれのコンデンサーが蓄える電気量Q1,Q2はQ1=C1V1,Q2=C2V2.
V=V1+V2.また、赤線部分の電気量の和は０だから（☆）、
ーQ1+Q2=0⇔Q1=Q2
次に、コンデンサー２つを電気容量Cの１つのコンデンサーとみなした時、同じ電圧Vをかけたとき、同じ電気量Qが蓄えられなければならないから、Q=CV.
V=Q／C,V1=Q1／Ｃ１、V2=Q2／Ｃ２
以上より、1／Ｃ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２
☆はなぜ成り立つのでしょうか?

回答No.2

178-tall · ベストアンサー

> … ☆はなぜ成り立つのでしょうか?

一口でいえば、直列につながれたコンデンサ C1, C2 に電圧 V をかけていから。

C1, C2 は直列なので、充電時の電流流入は両コンデンサにて同一。
定常時には流入電流が零になり、それまで両コンデンサに累加される電荷量 Q1, Q2 も同一のはず。
つまり、　Q1=Q2 ⇔ -Q1+Q2=0　。
(初期条件は、定常状態になるまでにチャラとなりそう)

…というのが ☆ の根拠なのでしょう。

回答No.3

中村 拓男（@tknakamuri）

電荷というのは質量などと同じで、勝手に増えたり減ったりしない、
物理量です。

回答No.1

noname#210617

＞赤線部分の電気量の和は０だから
その部分はどこにも接続されていない（直流としては）から、どこからも電荷は流れ込んでこないし、流れ出しもしない。
電圧がかけられるまでは、その部分の電荷の総量はゼロであった。（というのが当然の前提条件になっていて）
だから、電極に移動した電荷があっても、やはり総量としてはゼロであると。

試験問題などでは、その部分に初期電荷Q0があったらどうなるか、なんて設問もありです。