09/03/23 14:45:00
>>253
252だが、君はコンデンサを含む回路をやる前にもう一度コンデンサだけの単元をやるべき。
高校で扱うコンデンサは「無限に広い平行板コンデンサ」
もしくは、ある程度の大きさがあるコンデンサの中心付近では、近似的に端の影響無視で上のようなコンデンサと同じと考えてもいいが。
コンデンサの面積S、それぞれにQ,-Qの電荷があるとして、電荷分布を求めてみればいい。
具体的には、
平行板コンデンサを形成する極板を極板A(+Qの電荷)と極板B(-Qの電荷)として
Aの外側,内側の電荷をそれぞれQ_1,Q_2とおき、Bの外側,内側の電荷をそれぞれQ_3,Q_4とおく。
(正負分からないからQ_1～4は符号付きで扱う)
電荷保存から
Q_1+Q_2＝Q
Q_3+Q_4＝-Q
電荷の移動が終わったときの金属内部の電場は０だから
(Q_1-Q_2-Q_3-Q_4)/(2εS)＝０
(Q_1+Q_2-Q_3+Q_4)/(2εS)＝０
なお、誘電率をεとした。
4式から
Q_1＝０
Q_2＝+Ｑ
Q_3＝０
Q_4＝-Ｑ
何が言いたいかというと、「外側には電荷は分布しない」ということだ。
あとは電場の重ね合わせから外側には電場はないと分かる。
電気双極子とか難しい言葉を使う前に基本をやれ。