静電界– tag –

今回は平成18年度 理論科目 B問題17を解説します。同じ形状の金属板11枚を5mm間隔で並べ、1枚おきに接続した空気コンデンサ（板面積0.5m2）について、（a）静電容量、（b）電界1000kV/mのときの蓄積エネルギーを求める問題です。 端子Aには6枚、端子Bには5...

今回は平成18年度 理論科目 A問題2を解説します。空気（比誘電率1）と固体誘電体（比誘電率6）からなる複合平行平板コンデンサで、下部電極を接地し上部電極に電圧を加えたときの等電位線の分布を表す断面図を選ぶ問題です。 空気と固体誘電体の境界に自由...

今回は平成18年度 理論科目 A問題1を解説します。真空中に半径6.37×106m（地球とほぼ同じ大きさ）の導体球があるとき、その静電容量〔F〕を求める計算問題です。 真空中の孤立導体球について、無限遠を電位0とすると、球表面の電位はV＝Q/(4πε0R)です。静...

今回は平成19年度 理論科目 A問題4を解説します。静電容量Cと2Cのコンデンサを図1（直列・電圧V1）と図2（並列・電圧V2）に接続し、両回路の総静電エネルギーが等しいとき、図1のCの端子電圧VcとV2の比|Vc/V2|を求める問題です。 図1の直列合成容量はCs＝2...

今回は平成19年度 理論科目 A問題3を解説します。真空中の2電荷A・Bの周囲に描かれた電気力線の図から、A＝16ε0〔C〕のときの電荷B〔C〕を求める問題です。 本問では、真空中の電荷Qに対する電気力線の本数をN＝|Q|/ε0と数えます。Aから出る16本に対してB...

今回は平成20年度 理論科目 B問題17を解説します。導体球A（+2×10-8C）とB（+3×10-8C）が0.3m離れて6×10-5Nの反発力で働くとき、（a）クーロンの比例定数、（b）帯電していない導体球Cを順に接触させた後にCが受ける力が釣り合う位置を求める問題です。 （...

今回は平成20年度 理論科目 A問題2を解説します。平行板コンデンサに蓄えられるエネルギーW〔J〕を、誘電率ε・誘電体の体積V・電界の大きさEで表したとき、それぞれ何乗に比例（反比例）するかを答える空欄補充問題です。 線形誘電体中の静電エネルギー密...

今回は平成20年度 理論科目 A問題1を解説します。一辺2aの正三角形の各頂点A・B・Cに正電荷Qを置いたとき、辺BCの中点Dから距離xの点P（垂線AD上、DとGの間）における合成電界の大きさを表す式を求める問題です。 点Pでは、頂点Aの正電荷による電界は下向...

今回は平成21年度 理論科目 B問題17を解説します。空気（4mm）・固体誘電体εr2＝4（4mm）・空気（2mm）の3層からなる平行平板電極について、（a）電界の強さの分布、（b）下部空気の電界が2kV/mmに達するときの電圧を求める問題です。 誘電体の界面に自由...

今回は平成21年度 理論科目 A問題5を解説します。直流電源E〔V〕とコンデンサC〔F〕の個数・組み合わせを変えた5種類の回路のうち、コンデンサ全体に蓄えられるエネルギーが最も小さい回路を選ぶ問題です。 各回路について、コンデンサ群の端子電圧Vと合成...