図のように,面積Aの平板電極間に,厚さdで誘電率εの絶縁物が入っている平行平板コンデンサがあり,直流電圧Vが加わっている…
一般問題 第1問
図のように,面積Aの平板電極間に,厚さdで誘電率εの絶縁物が入っている平行平板コンデンサがあり,直流電圧Vが加わっている。このコンデンサの静電エネルギーに関する記述として,正しいものは。
- イ電圧Vの2乗に比例する。
- ロ電極の面積Aに反比例する。
- ハ電極間の距離dに比例する。
- ニ誘電率εに反比例する。
正答 イ
正答は (1)。
【結論】
コンデンサの静電容量と静電エネルギーは、次の式で表されます。
静電容量 C = ε × A ÷ d
静電エネルギー W = 1/2 × C × V²
2つ目の式から、静電エネルギーは電圧Vの2乗に比例します。正しいのは(1)(イ)です。
【式を組み合わせると】
W = 1/2 × ε × A × V² ÷ d
この形にすると、ほかの量との関係も一度に読み取れます。
電圧V 2乗に比例
面積A 比例
誘電率ε 比例
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距離d 反比例
【誤りの選択肢】
(2) 電極の面積Aに反比例する 面積が広いほど静電容量が大きくなり、エネルギーも大きくなります。比例です
(3) 電極間の距離dに比例する 距離が開くほど静電容量は小さくなります。反比例です
(4) 誘電率εに反比例する 誘電率が大きいほど静電容量が大きくなります。比例です
【間違えやすい点】
距離dだけが分母にあります。「面積と誘電率は分子、距離は分母」と覚えておくと、比例と反比例の取り違えを防げます。
出典:令和4年度第一種電気工事士学科試験 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
最終更新日
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