2018年度 電験3種 上期 - 理論 - 問17(b) 2018年度 理論 問17(b)

直列分圧より境界面の電位は
\(V'=\dfrac{C_{\mathrm{r}}'}{C_{\mathrm{r}}'+C_{0}}V_{0}=\dfrac{\varepsilon_{\mathrm{r}}}{\varepsilon_{\mathrm{r}}+4}V_{0}\)。
また電界 \(E\) と電圧は \(V'=Ed\) なので与条件を代入して \(\varepsilon_{\mathrm{r}}\approx 1.33\)。最も近いのは(3)。

特にコンデンサの問題では、接続前後で一定なのが電圧なのか電荷なのかを最初に決めることが重要です。合成容量を求めたあとに保存量との関係を確認すると、式の選び違いを防げます。

選択肢の値が近いときほど、途中で求めた共通電圧や全電荷が何を意味しているかを見直すと、最後の取り違えを減らせます。


電位分布の図では、誘電体部と空気部で電界の傾きが変わる点を読み取ります。直列コンデンサとして見れば電束密度は共通なので、比誘電率が大きい誘電体中では傾きが小さく、空気ギャップ側で傾きが大きくなります。