令和2年(2020年) 電験三種 理論 問17

amazon　kindle版の「電験三種」に関する本を出版しました。

そちらも見て下さい。 

---

  問17

　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。極板の形状と大きさは同一で，コンデンサの端効果，初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。上側の極板に電圧$V_0$［Ⅴ］の直流電源を接続し，下側の極板を接地した。次の（a）及び（b）の問に答えよ。

（a）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。
（1） ①＞②＞③
（2） ①＞③＞②
（3） ②＞①＞③
（4） ③＞①＞②
（5） ③＞②＞①

（b）各平行板コンデンサへの印加電圧をそれぞれ徐々に上昇し，極板間の電界の強さが絶縁破壊電界に達したときの印加電圧（絶縁破壊電圧）の大き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。
（1） ①＞②＞③
（2） ①＞③＞②
（3） ②＞①＞③
（4） ③＞①＞②
（5） ③＞②＞①

---

答え　(a)：(5)、(b)：(2)

 　この問題も、良く出てくる問題です。ケアレスミスの無いように解きましょう。

(a)電界の強さは$E=\dfrac{V}{d}$によって計算できるので、極板間距離$d$が大きいほど電界の強さは小さくなる。よって、
（5） ③＞②＞①

(b)
①の極板間距離は4mm、絶縁破壊電圧10kV/mmより、最大印加電圧は、40kV
②の極板間距離は1mm、絶縁破壊電圧20kV/mmより、最大印加電圧は、20kV
③の極板間距離は0.5mm、絶縁破壊電圧50kV/mmより、最大印加電圧は、25kV
よって、
（2） ①＞③＞②