(3)の説明の部分で『スイッチを開くとCの上側の正の電気と、2Cの下側の負の電気が引力で引かれあって

(3)の説明の部分で『スイッチを開くとCの上側の正の電気と、2Cの下側の負の電気が引力で引かれあって、放電が始まる』と書いてあるのですが、ここがよく分かりません、、
Cのコンデンサーの上側と2Cのコンデンサーの下側よりもそれぞれのコンデンサーの極板にある正と負の電荷どうしのほうが近いからそっちの方が引かれあうと思いました。
あとその後の説明の"引かれあって放電が始まる"というのもなぜか分かりません。引かれあったらむしろその場に留まろうとするのでは、と思ってしまいます。

質問者からの補足コメント

• 何度もすみません！
  回答の最初に書いてあるスイッチOFFのときは放電する、のところで、放電せずにそのままの状態(電流が流れ込みもしないで流れ出しもしない)にはならないのでしょうか？

    補足日時：2020/12/17 23:21

No.5 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/12/18 11:09

この回路ではスイッチの位置がどこにあるのかということに注意です（初めて学ぶ人には見慣れない位置にありますよね）

だから、スイッチONで電流が流れて、スイッチOFFでは電流が流れないなんていう短絡的な考え方は捨ててしまうことです

電流や電圧を考える場合、ループが形成されているかいないかで判断するべきなんです
この回路では
スイッチOFF時＝「C-2C－R－RーCという一つのループのみ存在」
ループを形成していないので、電源と2Rはないのも同然（消しても構わない）
となりますよね
で、このような他の電源が一切ないループでは
充電コンデンサは電源として振舞いますから
このとき回路は電源となったコンデンサ2つが直列、ここに抵抗RとRが直列につながったループが形成されているわけです
もし　コンデンサ2つの部分を電地2つに置き換えればどうなりますか
中学で扱うような単純な直列回路ですからループに電流が流れることがすぐにわかりますよね
このとき電池から回路に電荷が流れ出ているわけです
電池がコンデンサに変わっても同じこと
電源と化したコンデンサは電池の時のように回路に電荷を供給することになります（つまりコンデンサ２つは放電するということ）
ただし、電池と違うのは放電すればするほどコンデンサの電圧が下がるという点です

まだわからなければ　充電コンデンサ1個に抵抗を１こつないだ回路を考えることです
このときコンデンサに充電されていた電荷はどうなりますか？
ループができているので　放電が起きて回路に電荷が流れ出し
電流が起きて抵抗でジュール熱が発生（この熱の量はコンデンサが放出した電気エネルギーに等しい）
となりますよね
ご質問の問題のループはこの放電回路について、抵抗を2つに増やして、コンデンサも２つに増やしただけのことなんです。

この回答へのお礼

よく分かりました！！
"電流や電圧を考えるとき、ループが形成されているかいないかで判断する"というところしっかり覚えておきます。
ありがとうございました！

お礼日時：2020/12/19 07:45

No.4 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/12/16 11:04

最後のところだけ分からなくなってしまいました、、

スイッチを閉じているときこそ電子たちが通る道ができるから極板の上側にいる電子が導線を通りながら移動して下の極板につく、というわけではないのですか？

>>>　 スイッチの位置をよく見てください
画像の回路では　スイッチOFFのときループを形成しなくなるので
左側の電源と抵抗2Rは回路につながっていない
すなわち　図の上に書かれていないののと同然です（そこで実際に電源と2Rを消した回路をイメージしてみることです）
そのような状態では中央のRふたつも導体なので電荷の通過できる道筋ができていて結果的にコンデンサの放電が起こります

では、スイッチがONのときは　？　というと
今度はループができているので　左側電源と2Rも回路につながっていて
回路は大雑把にRとR－2CーCの並列回路ということになります
（正確にはC,2C部分と下のRが直列　このセットと真ん中のRが並列
これら４つのセットと2Rが直列の　直並直列回路）

スイッチON状態で十分時間が経っていれば、（充電完了により）C,2Cへの電流の流れこみは止まるので電源を出発した電流は2Rを通過後、すべてが中央のRへと進みR通過後、電源マイナス極へ戻ってくると言う安定状態になります
電源の電圧をEとすれば、オームの法則によりこの電流は
E/３R[A]です

この電流が中央のRに流れるのでこの部分の電圧はオームの法則から
R(E/3R)=E/3[V]です

中央Rと　下R-2C-Cは並列のなので
下R-2C-CにもE/3[V]の電圧が安定的にかかっていることになります

面倒なんで計算しませんがR-2C-C部分に安定的に一定電圧がかかっているということは　Cや2Cにかかる電圧も常に一定ということです
つまり　スイッチONで十分時間が経過すると（スイッチをOFFにしない限り）、Cや２Cの電圧は変化しなくなるということ

Q=CVという関係がありますからCや２Cの電圧が変化しないなら
Cや２Cに蓄えられている電気量も変化しない
つまり　コンデンサの極版の電子（電荷）の移動が起こらないということになります
このような仕組みなんで、スイッチONでは、あたかも電源電圧がCや２Cからの電荷の移動をせき止めているというように見ることができるのです

No.3 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/12/12 10:51

まずは単純化して　コンデンサ１こだけにして考えます

コンデンサに電源をつないで充電が完了したところで、電源を取り外した状態にします
このような状態の時、以前の質問で極板同士が離れているので、コンデンサの極板間を電流が流れることはない（電荷が通過することはない）と解説しましたよね
では、極板の間隔を徐々に狭めて隙間を狭くしたらどうなるでしょう
やがてプラス極板とマイナス極板がくっついて
くっつけば「つながるのだから」電荷の移動が可能になりますよね
2枚の極板がくっつく前、極板に存在するプラス電荷とマイナス電荷は、たがいにひかれあってはいるが、極板間を通過できないという状態でしたが
極板がくっつけば　電荷はひきあっていてしかも通過も可能となるので
電荷の移動が起きますよね。
ちょうど真冬にドアノブを触った時に「バッチ」と静電気が走るような感じで電荷の極板どうしをくっつけた瞬間、電荷の移動が起きるということになります
ところで、ドアノブに長い金属ワイヤーが巻かれていて
その端っこを触ったらどうなるでしょう
きっと静電気がバッチっときますよね
ドアノブを直接触らなくても導線（ワイヤ）で手とドアノブが結ばれれば
やはり静電気（電荷の）移動が起きるわけです

直接極板どうしを接触させなくて　取り外した電源部分を導線で結んでも同じこと！
導線を通じて極版同士が結ばれることになるので、それは極版同士の隙間を埋めて電荷の移動を可能にしたことと等しいですから
ひかれあっていたプラス電荷とマイナス電荷は、直接極板同士をひっつけたときのように（導線を伝って）移動となるのです

画像の回路でも同じ仕組み！
充電されたCのプラス極板と２Cのマイナス極板を直接くっつけるのと
導線で結ぶのはほぼ等しい状況だから
Cと２CにRとRを含む導線をつないでループを作れば電荷の移動が起きるというわけです
ただし、今回はおまけがあります
このループに左側の電源ループも存在していますよね
スイッチを閉じている状態では左の電源の電圧が電荷の移動を阻止します
そのため、スイッチを開いた瞬間　電荷の移動をせき止めていた力（電源電圧）がなくなってでコンデンサ２つの電荷の移動が始まるわけです

この回答へのお礼

最後のところだけ分からなくなってしまいました、、
スイッチを閉じているときこそ電子たちが通る道ができるから極板の上側にいる電子が導線を通りながら移動して下の極板につく、というわけではないのですか？

お礼日時：2020/12/15 17:14

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2020/12/12 07:47

簡単です。

グダグダ考える必要はありません。

Cを通しても、Rを通しても±電荷は引かれあっています。とこ
ろが、Cでは電荷は移動できず、Rでは移動できるというだけの
話です。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2020/12/11 23:31

何か、分かりにくい説明をしていますね。

＞(3)の説明の部分で『スイッチを開くとCの上側の正の電気と、2Cの下側の負の電気が引力で引かれあって、放電が始まる』と書いてあるのですが、ここがよく分かりません、、

スイッチを「入」にしているときには、電池の電圧のうち「抵抗 R」の分圧分に相当する電圧になるようにコンデンサーに充電されています。
スイッチを「切」にした瞬間には、コンデンサーに充電した電荷によって、コンデンサー「C の上側極板」と「2C の下側極板」とのあいだにその電圧が残っていますから、その「電圧」に従って電流が流れると考えればよいと思います。

＞Cのコンデンサーの上側と2Cのコンデンサーの下側よりもそれぞれのコンデンサーの極板にある正と負の電荷どうしのほうが近いからそっちの方が引かれあうと思いました。

もちろん、上に書いた要因で「真ん中の抵抗 R と下の抵抗 R」に電流が流れ、それとともにあなたの書いたように「Cのコンデンサーの上側と2Cのコンデンサーの下側」の間にも電流が流れます。
どちらも同時に起こるということです。

＞あとその後の説明の"引かれあって放電が始まる"というのもなぜか分かりません。引かれあったらむしろその場に留まろうとするのでは、と思ってしまいます。

「プラスの電荷」と「マイナスの電荷」の間にはどのような力が働きますか？　「引力」ですよね？

「プラスとプラス」「マイナスとマイナス」なら「斥力」が働きます。

「何となく・・・な気がする」のではなく、きちんと「どのような物理現象が起こるか」を論理的に考えましょう。