教えて!gooにおける不適切な投稿への対応について

コンデンサにエネルギーを蓄えたあと、スイッチを開き、開いたまま金属板を動かして間隔を広げると、なぜ電荷は変化しなくて、電気容量は変化するのでしょうか?

gooドクター

A 回答 (4件)

①まず静電容量は電極の構造で決まるもので、電荷の量とは


関係ないので、「金属板を動かして間隔を広げると」が静電容量を
変えています。電荷は無関係。

②見方を変えると、電極を動かすには、引きあっている電極を
動かすエネルギーが必要であり、引っ張ると、静電エネルギー
E=(1/2)CV^2 は増大します
(静電エネルギーは電荷が一定の場合電極間距離に比例します)。

CV = Q は一定なので V = Q/C ですから
静電柄ネルギーE=(1/2)Q^2/C は増え、Qは一定ですから
Eが増えるとC は減少しないと辻褄があいません。

同じ電荷を蓄えるのにより大きな静電エネルギーが必要
→静電容量がより小さい

ということになります。
    • good
    • 0

>なぜ電荷は変化しなくて



電荷の逃げる経路がないからです。
電荷は勝手に湧いたり消滅したりはしません。

>電気容量は変化するのでしょうか?

電気容量は、「電荷:Q」と「電圧:V」との関係
 Q = CV    ①
の「比例定数」であり、Q が変化せずに V が変化すれば、必然的に C も変化することになります。

平行平板の電極で端部効果を無視すれば、電極の面積 S を考えるとその間の電場は
 E = Q/(ε0*S)
であり、極板間の距離を d として、極板間の電位は
 V = Ed
ですから
 V = Qd/(ε0*S)
であり、①との比較で
 C = ε0*S/d
ということになります。
極板間の距離 d を大きくすれば、静電容量 C は小さくなります。
    • good
    • 0

理想的なコンデンサの場合は、電荷の逃げ道がありませんから、電荷は変わりません。



平板で出来たコンデンサの容量は、(その間にある誘電体を考えなければ)平板の面積と離隔距離(間隔)によります。
    • good
    • 0

スイッチが開いているので電荷はほかに行き場がありません。

したがってコンデンサに蓄えられている電荷の量は変わりません。
静電容量は金属板の面積と距離によってきまるので、金属板の間隔を変えれば静電容量は変化します。
式は、C=εS/d(ε:誘電率、S:面積、d:距離)。
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

gooドクター

このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング