第三種電気主任技術者・2018年度・理論

2018年度 理論 問2

次の文章は、平行板コンデンサの電界に関する記述である。
極板間距離 d0d_0 [m] の平行板空気コンデンサの極板間電圧を一定とする。
極板と同形同面積の固体誘電体 (比誘電率 ϵr>1\epsilon_r > 1、厚さ d1d_{1} [m] < d0d_{0} [m]) を極板と平行に挿入すると、空気ギャップの電界の強さは、固体誘電体を挿入する前の値と比べて (ア) 。
また、極板と同形同面積の導体 (厚さ d2d_{2} [m] < d0d_{0} [m]) を極板と平行に挿入すると、空気ギャップの電界の強さは、導体を挿入する前の値と比べて (イ) 。
ただし、コンデンサの端効果は無視できるものとする。

上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

出典:第三種電気主任技術者 2018年度 理論 問2

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正答:(1)

要点

正解は(1)。電圧 VV が一定の条件である。(ア) 誘電体を挿入すると、誘電体内部の電界が弱められる分、電圧 VV を維持するために空気層の電界は強くなる(等価的な極板間距離が短くなるため)。

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正解は(1)です。
電圧 VV が一定の条件である。
(ア) 誘電体を挿入すると、誘電体内部の電界が弱められる分、電圧 VV を維持するために空気層の電界は強くなる(等価的な極板間距離が短くなるため)。
(イ) 導体を挿入すると、導体内部の電界は0となるため、実質的な極板間距離が d0−d2d_0 - d_2 に減少し、空気層の電界は V/(d0−d2)V/(d_0 - d_2) となり強くなる。
以上より、選択肢(1)が正解です。

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