C16物理学2022 5.2.10.静電エネルギー

土曜日, 9月 03, 2022

C16物理学 electrostatic energy コンデンサー

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  静電ネルギーとは,コンデンサーの極板間の電場(静電場)がもつエネルギーです.

 電荷を1つ移動させる度に電位差が大きくなり,電荷を移動させるのに必要な仕事が大きくなる感覚をつかんでください.また,静電気力は保存力なので,電荷を蓄えるためにした仕事が,コンデンサーが蓄えたエネルギーになることにも注意しましょう.

 静電エネルギーの導出に限らず,問題演習をする中で数列や極限の考え方が必要となることも多いので, 数列になれておきましょう.自信のない人は下のテキストを参考にしてください.

7.7.1.数列とは
テキスト

7.7.2.等差数列:
テキスト

7.7.3.等比数列:
テキスト

7.8.1.極限:テキスト

 コンデンサーを充電すると,コンデンサーには,電池のした仕事の半分だけが静電エネルギーとして蓄えられます.失われたエネルギーは抵抗,または回路全体から放出されるジュール熱です.下の動画も参考にしてください.

 大学入試では,静電エネルギーの導出過程がそのまま出題されることがあります.電荷を移動させる回数 $n$ の扱いに気をつけてください.また,コンデンサーを充電するときの電池がした仕事も頻出です.「電池がした仕事は静電エネルギーの2倍」というように,誤って覚えないようにしましょう.

テキスト ワークブック


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