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写真の回路についてなのですが、AB間、BC間が孤立していますが、CD間は孤立していないと思います。
なぜ、CD間は孤立していないのに、Aの+Qが孤立しているのに応じて、回路全体の電気量が等しくなるのですか?
CD間の電気が地面や電源(-極)に流れ込んだりしないのですか?

「写真の回路についてなのですが、AB間、B」の質問画像

A 回答 (5件)

11月11日は独身の日、孤立の日です♪

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孤立の意味がよくわからないので、


電極からの電荷の出入りが無いことを「孤立」としましょう。

すると電極AはKがOFFの状態ではどこにもつながっていないので
「孤立」してます。
BとCは繋がってますが、BとCを合わせて考えると
BとCはどこにもつながっていないのでBとCは「孤立」してます。
つまり 「電極Bの電荷+電極Cの電荷」 は変化しないということです。

Dは電源とアースに繋がっているので、
KがONの時は電源とアースから、
KがOFFの時はアースから必要に応じて電荷を
補充できます。

で、問題の設定が何も書いてないので
「回路全体の電気量が等しくなるのですか?」
の意味がまるで解りません。

なので、
①回路には AとB, CとD を電極とする2個のコンデンサが有る
#あるいはAとB, CとDは電束が漏れないくらい十分に近い
②最初に両コンデンサに電荷は溜まっていない。
③スイッチKを閉じたら、電極Aに電荷Qが溜まった。
④スイッチKを開いたら、各電極の電荷はいくらか?

という仮定で解くと

まず、電極の電荷の合計はゼロでなければいけません。
電荷の合計がゼロにならないようにするには、信じられないくらい
巨大なエネルギーが必要です。たった1クーロンの
差を作るのに原子力発電所何週間分ものエネルギーが必要です。

これは個々のコンデンサにも適用されます。
でないと、コンデンサからの漏れ電束が巨大なエネルギーを
持つことになるからです。

なので
電極A の電荷が Q なら電極Bの電荷は -Q です。

スイッチKをONにするまえ
電極Bの電荷 + 電極Cの電荷 = 0
とすると
BとCはKのON/OFFにかかわらず常に孤立してますから、
Kを切った後の電荷も
電極Bの電荷 + 電極Cの電荷 = 0
→ 電極Cの電荷 = Q
です。

電極D の電荷は
電極Cの電荷 + 電極Dの電荷 = 0
なので、電極Dの電荷 = -Q
です。
Dの電荷はKがONの時電源から補充されたものです。

以上、勝手な想定で解説してみました。
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No.2 です。



>電気は空気を移動することができませんか?

問題外。
だったら、スイッチ K って何?
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この回答へのお礼

確かにそうですね!

お礼日時:2022/10/05 09:40

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

>回路的に繋がってないという意味です。

だったら、CD間も回路的につながっていませんよね?

どういう理由で「CD間は孤立していないと思います」と考えますか?

>極板Aから流れている電気のことです

「回路的に繋がってない」のに、どうして「電気」が流れるのですか?
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この回答へのお礼

電気は空気を移動することができませんか?

お礼日時:2022/10/04 22:54

>AB間、BC間が孤立していますが



その「孤立」とはどういう意味ですか?

AB間には「相対する正負の同電荷」が荷電します。

「BC」は、そもそもが電気的に中立なので、B と C に荷電する電荷の総量は「0」、従って B と C にはそれぞれ「正負の同電荷」が荷電します。

そして、CD間には「相対する正負の同電荷」が荷電します。

結果として、A とD には「正負の同電荷」が荷電します。

Aの電荷は、スイッチ K が開いていれば移動しようがなく「孤立」しており、上に書いた論理の結果として D にも「-Q」が荷電することになります。

>CD間の電気が地面や電源(-極)に流れ込んだりしないのですか?

「CD間の電気」って何ですか?
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この回答へのお礼

>AB間、BC間が孤立していますが

その「孤立」とはどういう意味ですか?<

回路的に繋がってないという意味です。

>CD間の電気」って何ですか?<

極板Aから流れている電気のことです

お礼日時:2022/10/04 20:32

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