第三種電気主任技術者

直流電圧1 000 V の電源で充電された静電容量8 μF の平行板コンデンサがある。コンデンサを電源から外した後に電荷…

理論　第1問

直流電圧1 000 V の電源で充電された静電容量8 μF の平行板コンデンサがある。コンデンサを電源から外した後に電荷を保持したままコンデンサの電極間距離を元の距離の2 倍にしたとき，静電容量[μF]と静電エネルギー[J]の値の組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

正答 (2)
正答は (2)。 平行板コンデンサの静電容量は C＝εS／d で、電極間距離 d に反比例します。距離を2倍にすると C'　＝　8÷2　＝　4［μF］ 電源から外したので、電荷 Q はそのまま保たれます。 Q　＝　CV　＝　8×10⁻⁶×1 000　＝　8×10⁻³［C］ 電荷が一定のときの静電エネルギーは W＝Q²／(2C) で求めます。 W　＝　（8×10⁻³）²÷（2×4×10⁻⁶） 　 ＝　64×10⁻⁶÷（8×10⁻⁶） 　 ＝　8［J］ したがって、4 μF・8 J の (2) です。
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【ほかの選択肢】 (1) 4 J は、距離を変える前の静電エネルギー （½×8×10⁻⁶×1 000²＝4 J）のままです。　誤り (3)(4)(5) 距離を2倍にすると静電容量は小さくなるので、16 μF は誤りです。　誤り 【考え方の要点】 電荷が一定で静電容量が1／2 になると、電圧は2倍（2 000 V）になり、エネルギーは2倍になります。増えた4 J は、電極を引き離すために外から加えた仕事です。

出典：令和8年度上期第三種電気主任技術者 理論科目 問1（一般財団法人 電気技術者試験センター 公表）出典元ページ

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