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3つの極板からなるコンデンサー。
この図において、スイッチをいれたらPoの板には-2CVの電荷が溜まるようです。そこで、アースがあるからP2には電荷はたまらないと思ったのですがぜったい勘違いしてます。調べてもなかなかわかりませんでした。どなたか教えてください。P1Po間の電気容量はCです

「3つの極板からなるコンデンサー。 この図」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • なるほど、
    接地してようが、Poがある限りPoから電荷が飛んで行くと考えればよいのでしょうか?

      補足日時:2017/10/12 21:10
  • それなら、
    接地によって電位が0になるのはどのような時に使うのですか?
    コンデンサー回路上にいくつもある時は、電位差や電荷を求める時に使いますが、、、

      補足日時:2017/10/13 20:00
  • 混乱してきました。
    この図の接地は何の役割してるんですか?

      補足日時:2017/10/13 22:39
  • P2板は電位は0Vだけど電荷はあるってことですか?

      補足日時:2017/10/13 22:40

A 回答 (8件)

No.3です。



>P2板は電位は0Vだけど電荷はあるってことですか?

はい。電位が 0 V だから電荷がない、ということではありません。

「電位」は、No.2に書いたように「相対的」なものなので、「P2 と P0」「P1 と P0」の「電位差」だけが問題なのです。

P1, P2 の接地をやめて、P0 をあらためて接地しても、全体の電荷の所在は何も変わりません。
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普通の回路ではプラスの電荷とマイナスの電荷は常に


対になっていて、中性化しています。

アースから電荷が出入するということは、回路のプラスとマイナスが
のバランスが崩れるということですが、そういうことを引き起こす
には超超超高電圧ととてつもなく莫大な工ネルギーが必要です。
電磁カをナメてはいけません。

計算しやすい例として、半径1cmの金属球に僅か1Cの電荷を
与えたら、球の電位がどのくらいになるか、電磁気学的に
計算してみると良いと思います。

→答 9000億V
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>接地によって電位が0になるのはどのような時に使うのですか?




???
接地によって0Vに「なる」のではなく、大地を0Vと
決めたから0Vなのです。

接地しなくても、そこを0Vと決めればやはり0Vです。
電位というのは基準点を好きに決めて良いのです。
それに対する「電位差」が「電位」です。
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>「P0 の -CV の電荷(あるいは負電位)に引き寄せられて、


>接地(大地)から +CV の電荷が流れてくる」

それはないでしょう。電池で電荷の釣り合いは
崩れません。単純に電池を介して電荷が移動する
だけです。
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No.3です。

「補足」に書かれたことについて。

>接地してようが、Poがある限りPoから電荷が飛んで行くと考えればよいのでしょうか?

「P0 から電荷が飛んで行く」のではなく、「P0 の -CV の電荷(あるいは負電位)に引き寄せられて、接地(大地)から +CV の電荷が流れてくる」ということです。「P0 からの引力に引き寄せられる」ということです。「接地」の中には「正電荷も負電荷も無数に存在する」ということですから。
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No.2です。

肝心な答えを。

コンデンサーの電極には、その「表面」に帯電します。

P1~P0 間には、電位差が V ボルトなので「Q = CV」の電荷が帯電します。
P1 (の右側表面)に +CV、P0 の左側表面に -CV です。

P2~P0 間にも、電位差が V ボルトなので「Q = CV」の電荷が帯電します。
P2 (の左側表面)に +CV、P0 の右側表面に -CV です。

ということで、P0 には
・左側表面に -CV
・右側表面に -CV
の合計 -2CV の電荷が帯電します。
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No.1です。

あれ、変なことを書いてしまいましたね。
コンデンサーにはアンバランスな電荷は帯電しませんので、No.1に書いたことは「おかしい」です。撤回します。

電荷ではなく、電位ですね。

・P0 を基準にして、P1, P2 を +V ボルト

と呼ぶか

・P1, P2 が接地されて「電位ゼロ」なら、P0 を -V ボルトと呼べばよい

ということです。

電荷は「コンデンサーの両電極に正負同量ずつ帯電する」ので、仮に P1, P2 を接地していても電極には電荷が帯電します。
電荷が「引き寄せられている」ので、接地には逃げません。
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「電位」なんて相対的なものですから、



・「接地」がなければ P1, P2 に +Q ずつ、P0 に -2Q

だし、

・P1, P2 が接地されていて電荷がゼロなら、P0 に -4Q

と考えればよいだけです。
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