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コンデンサーに挿入した導体にはたらく力の計算方法

●ハンドル名:Hiro57

●質問内容:コンデンサーの計算について

何度もPCレター見てます。重宝してま〜す。


質問です。コンデンサーの計算についてです。

1.ΔU+ジュール熱=W(外力)+W(電池)のときに、
ΔUやW(電池)を、QV系で計算していくのかCV系で計算していくのかの判断は、

電池がつながっていてVが一定だと、CV系にそろえて、
電池がつながってなくてQが一定だと、QV系にそろえる。

こういうふうにしてまとめていいのでしょうか?


次に、近似計算ですが、前もって、
C(x)を近似で求めておくときと、
C(x+Δx)を近似で求めておくときと二通りあるように思えて?????

これは、ΔU=ΔU’-ΔUなので、ΔU’の方を求めておく。
つまり基準がx=0だったらC(x)、基準がx=xだったらC(x+Δx)で
合ってるのでしょうか?

近似計算ですが、
C(x)/Cの比を取って考えるのが、おーすごい!しぶい!と思って、
電池がつながってなくてQが一定のとき、
練2をやってみると答えが合いません。
C(h+Δh)/Cでやってみました。
つまりC=C(0)=εHW/Dで比を取ったら、うーん、答えがあわないデス。

ひとつひとつ見たら、なるほどとわかるんですが、
いざ自分で解くとなると、基準が出来てないので、
どーやったかな?見たいな感じです。

誘電体?導体?C、C(h+Δh)、C(x)??? どか〜ん・・・。みたいな。(^^;

先生はこの手の問題を見て、
どういう風に判断してるんですか? 教えてください。


ぜんぜん関係ないですが、
「ワープする宇宙」リサ・ランドール著買っちゃいました。
ぶ、ぶあつい・・・。

●講義への感想:
原子物理、難関記述対策等、次の講義がアップされるのを、今か今かと待ってます。


1.についてです。

電池がつながっているときは、まず容量変化にともなう電荷の変化ΔQを計算します。
そうすると、

W(電池)=ΔQV 
ΔU=1/2ΔQV

といっぺんに計算できます。

電池がつながっていないときは、U=Q^2/2C を用います。
QVにそろえてしまうと、VがQに依存しているので、Cの変化によるVの変化を計算しようとすると、
結局、U=Q^2/2C となってしまいます。

2.近似計算について

>これは、ΔU=ΔU’-ΔUなので、ΔU’の方を求めておく。
>つまり基準がx=0だったらC(x)、基準がx=xだったらC(x+Δx)で
>合ってるのでしょうか?

はい。合っています。

3.比を取って計算することについて

比を取っているのは、問題で電気容量Cが与えられているので、他の容量も、Cを用いて表す必要があるからです。

「容量はいくつ?」=「Cの何倍?」

と聞かれているのです。

問題でCが与えられていないときは、比を取る必要はありません。

近似のときに考えているのは、Δhが微小のときは、

C(h+Δh)≒C(h)(1+kΔh) kは定数

という形になるはずということです。
ですから、C(h)をくくりだして計算しています。

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