2021年09月11日

高校物理「電気」「コンデンサー」極板間に金属板を入れたとき

高校物理「電気」「コンデンサー」極板間に金属板を入れたとき

◆問題

極板の間隔が4dの平行板コンデンサーがあり、電圧Vの電源が接続されている。
このコンデンサーの極板間に、極板と同じ形で厚さdの帯電していない金属板を入れた。
このとき、コンデンサーの電気容量は金属板を入れる前の何倍になるか?


★★ お知らせ ★★

AE個別学習室(えまじゅく)水戸教室では、学校の授業の補習、定期テスト対策だけでなく、「大学入試共通テスト」の対策授業を行っています。
従来のセンター試験や試行テストの内容を踏まえて、理系文系全科目の指導が可能です。
マンツーマンの授業なので「ゼロからのスタートの人は中学の復習から」「基本ができている人は応用問題の解き方中心に」など、ひとりひとりの状況に合わせて授業を行います。
適切な時期に適切な対策をすれば、どんな目標でも達成可能です。志望校を諦める前に、まずは一度ご相談ください。


◆解説

コンデンサーの電気容量は以下の式で表されます。

C=ε・S/d

Cが電気容量、εは誘電率、Sは極板の面積、dは極板の間隔ですね。
Sは分子、dは分母です。つまり、面積が大きければ電気容量は大きい、距離が近ければ電気容量が大きい。というわけです。

金属板は導体であり、導体内部の電場はゼロで導体全体が等電位となるので、コンデンサーの極板間に金属板を挿入すると、その金属板の厚さの分だけ極板間の距離が縮まるのと同じ効果になります。

もともとの極板間の距離は4dで、挿入する金属板の厚さはdなので、挿入後の極板の間隔は4d−d=3dとなります。

4dが3dとなり間隔が3/4倍となったのだから、電気容量はその逆数の4/3倍となります。


ちなみに、電気容量が4/3倍なので、Q=CVより、蓄えられる電気量も4/3倍となります。


◆関連項目
コンデンサー、電気容量
電気・磁気まとめ


江間淳の書籍はこちら
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
 20年以上の実績。全学年、英・数・理をはじめ全教科対応
  最高級の指導を提供します!メール添削も好評です!

プロ家庭教師の江間です。    AE個別学習室(えまじゅく)
http://www.a-ema.com/k/     http://www.a-ema.com/j/
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
posted by えま at 21:00| Comment(0) | 高校物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
コメントを書く
お名前: [必須入力]

メールアドレス: [必須入力]

ホームページアドレス:

コメント: [必須入力]

こんなヤツです
名前:江間淳
年齢:41
職業:プロ家庭教師、AE個別学習室(えまじゅく)代表、翻訳者
ウェブサイトURL:http://www.a-ema.com/
メールアドレス:j@a-ema.com
一言:アプリ、メルマガ、電子書籍提供中です。アマゾンやGooglePlayで「江間淳」で検索!
江間淳の書籍一覧 → http://amzn.to/2m9LTvN