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高校物理 コンデンサー スイッチの入れ替え
naniwacchiの回答
- naniwacchi
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こんばんわ。 体調はどうですか？無理はしないように。 コンデンサーの問題は結構わずらわしく感じるものが多いですよね。 ただ、原点に戻ってコンデンサーは「電荷をためるもの」と理解しておくと結構楽に考えることができます． 複数のコンデンサーがつながるときには、「宙に浮いた部分」が現れます。 ここでは電荷が保存されます。ここに注目すればよいです。 で、質問されていた内容ですが、スイッチbに切り替わったときには電池の存在は無視してください。電池は、あくまでも正極・負極の両方がつながったときにはたらくだけです。 そして、C1の負電荷も移動します。というか、移動しないと、コンデンサーの正極側だけに電荷がたまるという矛盾した状態になってしまいます。電荷がたまるとは、正極・負極両方に絶対値の等しい電荷が存在することを言います。 Q2の正極側にたくわえられる電荷を数列のようにQ2[n]と表せば、電荷の保存と電圧の関係から漸化式を得ることができます。Q2[n+1]とQ2[n]をともにαと置いた式から求めたαが、n→∞としたときのQ2[n]の極限値になっています。その極限値Q2[∞]が求まれば、最終的な電圧は、V[∞]＝Q2[∞]／C2として求められます。
noname#215107
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お礼
ありがとうございました、解決しました
補足
スイッチがaにあるとき、電池の負極ｃ１の下側、ｃ２の下側は繋がっていますが、そのときここの部分はすべて等電位ですよね?