令和6年度 下期 第三種電気主任技術者 理論 問17(b)

各選択肢の解説

(1)

3.3×10²

3.3×10² VはV₀×d/x=1000×(10⁻³/3×10⁻³)≈333 Vに近く，間隔を広げると電圧が下がると逆に考えた値である。スイッチ開放後は合計電荷が保存され，右側容量が小さくなるので共通電圧はV₀より上がり，約2.54×10³ Vとなる。

(2)

2.5×10³

正しい。S を開いた状態なので Q = 9.735×10⁻⁸ C が保存される。x = 3.0×10⁻³ m での合成容量は 3.835×10⁻¹¹ F で、V = Q/C' ≒ 2.54×10³ V ≒ 2.5×10³ V となる。

(3)

3.0×10³

3.0×10³ Vは右側コンデンサの電荷C₂V₀だけが保存されるとみなしたV=V₀×x/d=3000 Vに相当する。しかし両電極は導線でつながっており，左側にも電荷が再配分される。合計容量C₁+εA₂/xと保存される合計電荷を使うと約2.54×10³ Vであり，この肢は過大。

(4)

5.1×10³

5.1×10³ V は、求めた V ≒ 2.54×10³ V の約 2 倍であり、一致しないため誤り。

(5)

3.0×10⁴

3.0×10⁴ V は、求めた V ≒ 2.54×10³ V の約 12 倍であり、桁が異なるため誤り。