図のように、誘電体の種類、比誘電率, 絶縁破壊電界, 厚さがそれぞれ異なる三つの平行板コンデンサ①～③がある。
（表のデータ：
① 厚さ4.0mm, 比誘電率2, 絶縁破壊電界10 kV/mm
② 厚さ1.0mm, 比誘電率4, 絶縁破壊電界20 kV/mm
③ 厚さ0.5mm, 比誘電率8, 絶縁破壊電界50 kV/mm
）
各平行板コンデンサへの印加電圧の大きさが同一のとき、極板間の電界の強さの大きい順として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(5)。同じ電圧を加えるなら電界は E=V/d で決まり、厚さが小さいほど大きくなります。厚さ 0.5mm、1.0mm、4.0mm の順に電界が大きく、③>②>①です。
詳細解説
電界の強さ \(E\) は、印加電圧を \(V\)、厚さを \(d\) とすると \(E = V/d\) で表される。\(V\) は同一であるため、\(1/d\) の大小比較となる。
① \(d=4.0\), \(E \propto 1/4 = 0.25\)
② \(d=1.0\), \(E \propto 1/1 = 1\)
③ \(d=0.5\), \(E \propto 1/0.5 = 2\)
よって、③ > ② > ①。
