2022年度 電験3種 上期 - 理論 - 問6 2022年度 上期 理論 問6

図1（直列接続）での合成静電容量 \( C_s \) は、
\[ C_s = \dfrac{C_1 C_2}{C_1 + C_2} = \dfrac{4 \times 2}{4 + 2} = \dfrac{8}{6} = \dfrac{4}{3} \mathrm{\mu F} \]
蓄えられる電荷 \( Q \) は直列回路では等しくなります。
\[ Q = C_s \times 6 = \dfrac{4}{3} \times 6 = 8 \mathrm{\mu C} \]
したがって、\( C_1 \)、\( C_2 \) ともに \( 8 \mathrm{\mu C} \) の電荷が蓄えられています。

図2（並列接続）では、同じ極性同士をつなぐため、総電荷量 \( Q_{total} \) は、
\[ Q_{total} = Q + Q = 8 + 8 = 16 \mathrm{\mu C} \]
並列後の合成静電容量 \( C_p \) は、
\[ C_p = C_1 + C_2 = 4 + 2 = 6 \mathrm{\mu F} \]
端子間電圧 \( V \) は、
\[ V = \dfrac{Q_{total}}{C_p} = \dfrac{16}{6} = \dfrac{8}{3} \mathrm{V} \]