電磁気

【演習】合成容量

物理基礎【電磁気】補講『合成容量』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

合成容量物理基礎で合成抵抗について学習しましたが,今回は合成抵抗のコンデンサーバージョン,「合成容量」について学んでいきましょう!...
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問題

[Level.1]
図1のように,60Vの電池と電気容量が20μF,40μF,15μFの3つのコンデンサーからなる回路がある。 3つのコンデンサーの合成容量を求めよ。

[Level.2]
前問において,スイッチを閉じて十分時間が経過した後,各コンデンサーに蓄えられている電気量はそれぞれいくらか。

[Level.3]
極板間が空気である電気容量Cのコンデンサーの上半分に,図2のように比誘電率εrの誘電体を挿入する。 このときの電気容量をCとεrを用いて表わせ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
12μF

[Level.2]
20μF:2.4×10-4F
40μF:4.8×10-4F
15μF:7.2×10-4F

[Level.3]
\frac{2 \varepsilon _r}{1+\varepsilon _r}C

(※ 解説は現在準備中。)