No.1ベストアンサー
- 回答日時:
電位差を与える方法としては次の2つが考えられます.
(1) 2つの円筒を導線でつなぎ(問題に書かれている「電気伝導率σの一様な導体」とは別物),
途中に電池を入れる.
こうすると,電池-導線-内側円筒-電気伝導率σの一様な導体-外側円筒-導線-電池
という回路ができますから,定常電流が流れます.
この問題は円筒対称性を使って解くという設定でしょうから,
厳密に言うと2つの円筒を導線でつなぐというのは円筒対称性を破ることになりますが,
そこは目をつぶります.
そもそも,無限に長い円筒じゃないと円筒対称性を満たさないし...
(2) (1)の導線でつなぐのはやめて,例えば内側の円筒に電荷(正電荷としましょう)を与えておく.
当然,内側の円筒と外側の円筒の間には電位差があります.
電流は内側から外側に向かって流れますが,
それに伴い,内側の円筒の電荷は減り,その分外側の円筒に電荷が貯まります.
電位差は時間と共に減少し,電流も同じく減少します.
最終的に電位差がなくなると電流は流れなくなってしまいます.
(1)は定常電流タイプ,(2)はコンデンサー放電タイプ,ですね.
問題で,単に「電流密度iを求めよ」と書いているところを見ると,
(1)の想定しているのでしょうかね.
(2)だったら,電流の時間変化など問題にしたいところです.
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