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平成29年度理論問2の解答ポイント
- 静電エネルギーの公式から、コンデンサA、B、Cの電荷と静電容量の関係が分かれば、前後の静電エネルギー[J]の倍率も知ることができるだろうという見当をつける。
- 前後の静電エネルギー[J]の総和の比を取ったときに文字記号がうまく消えるようにする。
- コンデンサA、B、Cは「極板間の電界の強さが同じ値になるように直流電源で充電されている」という条件が重要である。
- コンデンサAの電荷Q[C]を基準にして、コンデンサBとCの電荷[C]を表す。
- コンデンサAの静電容量C[F]を基準にして、コンデンサBとCの静電容量[F]を表す。
- 充電されたコンデンサA、B、Cの静電エネルギー[J]の総和W[J]を計算する。
- 並列接続の合成電荷[C]と合成静電容量[F]から、後の静電エネルギーの総和W'[J]を表すことができる。
- W'[J]/W[J]から倍率を計算する。
- 参考記事：平行板コンデンサに関する公式を暗記しよう！
- 参考記事：平行板コンデンサの静電容量を増やす3つの方法
- 参考記事：コンデンサの電荷分布と蓄えられる電荷の関係
- 前後で電荷は保存されているにも関わらず、保存されている静電エネルギーの総和が変化してる。
「エネルギー保存則との関係はどうなっているの？」と思うかもしれないけれども「こういうものだ」として受け入れよう。
- 私がこのことを理解できたのは「電験2種を受験」したときです。
必要以上に深追いをしないこと。
- 本解答で使用した電界の強さに関する公式は、ガウスの法則に準拠したものである。
この公式は法則に準拠したものなので、非常に強力な武器になる。
この公式を知っていれば、面倒な計算過程を回避できることもある。
参考過去問題：平成30年度理論問2