電験三種 理論 2022年度 上期 問6

図1に示すように,静電容量C1 =4μFとC2 =2μFの二つのコンデンサが直列に接続され,直流電圧6Vで充電されている。次に電荷が蓄積されたこの二つのコンデンサを直流電源から切り離し,電荷を保持したまま同じ極性の端子同士を図2に示すように並列に接続する。並列に接続後のコンデンサの端子間電圧の大きさV[V]の値として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。図1図2

1

2

3

4

5

正解と解説

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正解 3

直列接続時の合成容量は4×2/(4+2)=4/3μFで、直列なので両コンデンサには共通の電荷Q=(4/3)×6=8μCが蓄えられる。これを電源から切り離して同極性同士で並列に接続すると、電荷の総和16μCはそのまま保存され、合成容量は4+2=6μFになる。したがって端子間電圧はV=16/6=8/3 Vである。