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- 回答日時:
この場合、誘電体を挿入する前後で電池とコンデンサはつながったままです。
なので2つの間にエネルギーのやり取りをするので2つ全体のエネルギー変化を考える必要がある。
挿入前のコンデンサ容量をC0、挿入後の容量をC1、
電池電圧をEとすればC0<C1より
挿入後のコンデンサの電荷はC1E-C0E=(C1-C0)Eふえる。
このために電池がする仕事は=移動電荷×電池電圧=(C1-C0)E^2、
一方、この間コンデンサのエネルギーは1/2C1E^2-1/2C0E^2
=1/2(C1-C0)E^2
しかふえない、差し引き2つの系のエネルギーは1/2(C1-C0)E^2
だけ減ります。つまり系のエネルギーは誘電体がないほうが高いので
誘電体はひきこまれるというわけです。
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