2016年度 理論 問7
問題文
この問題の誤りを報告静電容量が のコンデンサ3個を下図のように接続した回路を考える。全てのコンデンサの電圧を V 以下にするために、a-b間に加えることができる最大の電圧 の値 [V] 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、各コンデンサの初期電荷は零とする。

出典:第三種電気主任技術者 2016年度 理論 問7
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正答:(3)
要点
正解は(3)。各コンデンサの静電容量を とします。回路は、単独の (左側)と、並列接続された (右側)の直列接続です。直列回路では電荷 が共通となるため、電圧は静電容量に反比例して分圧されます。
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各コンデンサの静電容量を とします。
回路は、単独の (左側)と、並列接続された (右側)の直列接続です。
直列回路では電荷 が共通となるため、電圧は静電容量に反比例して分圧されます。
左側のコンデンサの電圧を 、右側の並列部分の電圧を とすると、
よって、 となります。
全体の電圧 です。
全てのコンデンサの電圧を V 以下にする必要があるため、
かつ でなければなりません。
の方が高電圧になるため、制限条件は です。
このとき、
となるので、最大電圧 は、
となります。