電験三種 理論 2023年度 上期 問1

電極板面積と電極板間隔が共にS[m²]とd[m]で,一方は比誘電率がεr1の誘電体からなる平行平板コンデンサC1と,他方は比誘電率がεr2の誘電体からなる平行平板コンデンサC2がある。今,これらを図のように並列に接続し,端子A,B間に直流電圧V0[V]を加えた。このとき,コンデンサC1の電極板間の電界の強さをE1[V/m],電束密度をD1[C/m²],また,コンデンサC2の電極板間の電界の強さをE2[V/m],電束密度をD2[C/m²]とする。両コンデンサの電界の強さE1[V/m]とE2[V/m]はそれぞれ (ア) であり,電束密度D1[C/m²]とD2[C/m²]はそれぞれ (イ) である。したがって,コンデンサC1に蓄えられる電荷をQ1[C],コンデンサC2に蓄えられる電荷をQ2[C]とすると,それらはそれぞれ(ウ) となる。ただし,電極板の厚さ及びコンデンサの端効果は,無視できるものとする。また,真空の誘電率をε0[F/m]とする。上記の記述中の空白箇所(ア)~(ウ)に当てはまる式の組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。 (ア) (イ) (ウ)E1 =εr¹V0 D1 =εr¹ SV0 Q1 =ε⁰εr¹ SV0