概要
問１に引き続き、静電容量の計算問題です。
問１はコンデンサでしたが、問２は点電荷の静電容量を求める必要があります。
電位の式から取っ掛かりを始め、Q=CVの式を使って静電容量の導出までもっていく必要があるので、このワンクッションによって戸惑う可能性が高いです。
勉強していれば、公式としては知っているはずなので、冷静に考えていきましょう。
キーワード
静電容量、点電荷
問題
地球を、真空中にある半径6.37×10^6 mの導体球と見なしたとき、地球の静電容量の値[F]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、真空の誘電率をε_0=8.85×10^{-12} F/m とする。
(1) 7.08×10^{-4} (2) 4.45×10^{-3} (3)4.51×10^3
(4) 5.67×10^4 (5) 1.78×10^5
答え
(１)
解説テキスト リンク
回答解説
回答の流れ
(1) 点電荷の電位の式から、静電容量を求める
(1) 点電荷の電位の式から、静電容量を求める
点電荷の電位の式は、
\displaystyle V=\frac{Q}{4πε_0r} …①
電荷量Q[C]、静電容量C[F]、電位V[V]の関係式は、
Q=CV ⇔ \displaystyle C=\frac{Q}{V} …②
①式に②式を代入すると、
\displaystyle C=\frac{Q}{V}=4πε_0r=4π×8.85×10^{-12}×6.37×10^6=7.08×10^{-4}
したがって、（１）7.08×10^{-4}が答えです。
出典元
一般財団法人電気技術者試験センター （https://www.shiken.or.jp/index.html）
令和６年度下期 第三種電気主任技術者試験 理論科目Ａ問題問２
参考書
イラストがとても多く、視覚的に理解しやすいので、初学者に、お勧めなテキストです。
問題のページよりも、解説のページ数が圧倒的に多い、初学者に向けの問題集です。
問題集は、解説の質がその価値を決めます。解説には分かりやすいイラストが多く、始めて電気に触れる人でも取り組みやすいことでしょう。
本ブログの管理人は、電験３種過去問マスタを使って電験３種を取りました。
この問題集の解説は、要点が端的にまとまっていて分かりやすいのでお勧めです。
ある程度学んで基礎がある人に向いています。
コメント