
電界の強さはE=D/ε(D:電束密度、ε:誘電率)とE=V/d(V:電圧、d:極板間隔)の2通りがありますが、以下の問題(電験3種過去問題)を解いていて意味が解らなくなりました。
問題(1):http://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon/ …
解答(1):http://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon/ …
問題(2):http://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon/ …
解答(2):http://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon/ …
問題(3):http://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon/ …
解答(3):http://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon/ …
問題(1)では電界Eは誘電率と無関係に電極の形状と位置関係で決まっているのに
問題(2)、(3)では誘電率が影響していると解答にあります。
考えれば考えるほど混乱します。果たしてどちらなんでしょうか?
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
均一な電界なら、どちらも同じです。
計算に使う場合、どういう条件があるか(電束密度Dが一定、あるいは電位差が等しい、など、どのパラメータが先に決まるか)で、どの関係を使って計算するのが楽か、が決まる程度かと思います。
1.は平等電界で、電位差が決まっているのでVを使って計算するのが楽です。
3. は電極間を貫く電束(密度)が一定なので、Dを先に決めて計算するのが楽になります。
この回答への補足
ご回答ありがとうございます。
(2)の場合ですが、単一のコンデンサなので電圧も電束も一定ですよね?その場合はどうやって判断すれば良いのでしょうか?
E=V/d、Q=CV、C=εS/dから変形してE=Q/εS → Q/S=Dは導けましたが、解答の判断としては誘電率の影響を受けるとも言えるし、受けないとも言える気がします。
お手数をお掛けしますが、私の認識が合っているかご回答願えますでしょうか?
No.3
- 回答日時:
>果たしてどちらなんでしょうか?
電検で、こういう考え方をしていては解答を得られません。
なぜなら、同じ物を表す公式には、色々な要素が含まれる為です。
E = D / ε
= Q/S / ε
= C・V/S / ε
= εS/d・V/S /ε
= V / d
となり、全て同じです。
つまり、
D = Q / S
Q = C ・ V
C = εS / d
が、公式内に含まれており、色々な条件から回答を導き出せるように変化しているだけなのです。
電検が難しい理由の一つに、こういったあらゆる方面から攻めてくるという事があります。
電気工事士のように、公式を覚えればよいという程度の問題は出てこないので、公式の色々な要素を覚える事が重要になってきます。
No.2
- 回答日時:
電界は誘電率に依存するが、電束密度は誘電率に依存しない。
これは電束密度の定義divD=ρからD=Q/Sであるので、誘電率の影響を受けないためです。したがって、直列に誘電体があっても電束密度には影響しないことを出発点にすればE=D/εを使います。
そうでなければ、基本的にコンデンサの問題ではE=V/lかC=εA/lを使うのが一般的です。
誘電体を挟む場合にはεを含む式を使えってことです。
これには誘電体の分極による電界が含まれるためεを用いなければなりません。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%9D%9F% …
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
-
プロが教える店舗&オフィスのセキュリティ対策術
中・小規模の店舗やオフィスのセキュリティセキュリティ対策について、プロにどう対策すべきか 何を注意すべきかを教えていただきました!
-
コンデンサの公式についてなのですが、電束密度Dを求める公式 D=C/S D=εE より両者を変形する
物理学
-
コンデンサー 極板間の電場の強さEはE=Q/(εS)と表されますが 参考書に 実際の電場は 2Eであ
物理学
-
平行平板コンデンサの電界の強さについて
工学
-
-
4
Δ-Y結線にて位相が30°進むのはなぜ?
環境・エネルギー資源
-
5
電束密度(電界の強さ)と、平行板コンデンサの電界の強さ
物理学
-
6
開放電圧って?
物理学
-
7
誘電率(ε)と誘電正接(Tanδ)について教えてください。
その他(教育・科学・学問)
-
8
RC並列回路の字定数
物理学
-
9
e^(x^2)の積分に関して
数学
-
10
電荷と電束、磁荷と磁束について
物理学
-
11
位相がよく分かりません。 cos(ωt)はsin(ωt)に対して位相が90度遅れってあるサイトに書い
数学
-
12
電位差がなければ電流は流れませんか?
その他(自然科学)
-
13
電束密度と電場の違い。
物理学
-
14
電力の求め方 単相3線(105V/210V)、三相3線(210V)、三
環境・エネルギー資源
-
15
cos ωt からsin (ωt-π/2)へ変換
工学
-
16
コンデンサの極板間の電界の大きさについてなのですが、極板間の距離をd、面積をSとするとガウスの定理よ
物理学
-
17
等電位線って、電界の強さEのこと?
工学
-
18
電圧があるのに電流がない状態ってあるんですね。
中小企業診断士
-
19
化学でルート10のマイナス18乗ってルート外したらどうなります?途中式もお願いします
化学
-
20
気圧が低いと、なぜ放電しやすくなるのですか?(標高が高い場所)
地球科学
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
人気Q&Aランキング
-
4
高校物理コンデンサーについて
-
5
基板バイアス効果でのしきい値...
-
6
放電
-
7
同心円板と円環電極の間の電界...
-
8
平行板コンデンサーで極板感覚...
-
9
アーク放電に必要な電圧は?
-
10
CCP型プラズマ装置の電極スパッ...
-
11
コンデンサーの極板間を広げる...
-
12
コンデンサー電極に働く力
-
13
電位差
-
14
PN接合の拡散電位
-
15
電束密度(電界の強さ)と、平...
-
16
3枚の平行板コンデンサー
-
17
ダイオードの電位障壁について...
-
18
物理 (2)aの点A.点Bの電位の意...
-
19
電圧と電位差の違いを教えてく...
-
20
コンデンサーの電気容量につい...
おすすめ情報
公式facebook
公式twitter