第三種電気主任技術者・2020年度・理論

2020年度 理論 問17(a)

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。
(表のデータ:
① 厚さ4.0mm, 比誘電率2, 絶縁破壊電界10 kV/mm
② 厚さ1.0mm, 比誘電率4, 絶縁破壊電界20 kV/mm
③ 厚さ0.5mm, 比誘電率8, 絶縁破壊電界50 kV/mm
)

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。

2020年度 理論 問17(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2020年度 理論 問17(a)

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正答:(5)

要点

正解は(5)。同じ電圧を加えるなら電界は E=V/d で決まり、厚さが小さいほど大きくなります。厚さ 0.5mm、1.0mm、4.0mm の順に電界が大きく、③>②>①です。

詳細解説を読む

電界の強さ EE は、印加電圧を VV、厚さを dd とすると E=V/dE = V/d で表される。VV は同一であるため、1/d1/d の大小比較となる。
① d=4.0d=4.0, E∝1/4=0.25E \propto 1/4 = 0.25
② d=1.0d=1.0, E∝1/1=1E \propto 1/1 = 1
③ d=0.5d=0.5, E∝1/0.5=2E \propto 1/0.5 = 2
よって、③ > ② > ①。

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