質問: コンデンサーに導体を挿入? 「縦×横がa×bの平板が2枚、間隔dをあけて平行に存在する、並行平板コンデンサがある。このコンデンサの横半分(b/2のところ)まで導体で満たした。コンデンサには電圧vが印加されている。この時、コンデンサの静電容量はいくらになるか。但し、真空中の誘電率をε0とする。」 という問題が分かりません。 導体で満たされていない部分の静電容量は、ε0ab/2d。これと導体の並列接続であると考える。 しかし、このコンデンサに電圧vを印加しても、電子は導体部を流れて、コンデンサの真空部にチャージされない気がします。なので静電容量は0なのでしょうか? そして、もう一つ質問です。もし、上記の解答が正しいなら、導体を挿入する前に、電圧vでコンデンサを充電し、電源を外した後、導体を上記のように挿入した場合、コンデンサ間の端子電圧(q/c)はどうなるのですか? ご回答よろしくお願いします。
回答: 変な問題ですね。 「導体で満たした」という言葉は, 極板間隔dと等しい厚みの導体を入れて,極板を短絡した という意味でしょうね。 ε0ab/2dの静電容量のコンデンサを導体で短絡してしまえば, 質問者さんのお考えどおり,電荷はたまりません。 電圧vを印加しようとしても,導体部に大電流が流れるので, コンデンサへのリード線が焼け切れます。 >導体を挿入する前に、電圧vでコンデンサを充電し、電源を外した後、 >導体を上記のように挿入した場合、コンデンサ間の端子電圧(q/c)はどうなるのですか? 導体で短絡されれば放電してq=0になり,端子電圧=0です。 よくある問題では「極板間隔dの半分の厚みの導体を挿入した」とかのように, 極板間が導体で短絡されない想定にします。出題ミスかな??