高校物理

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5分でわかる!コンデンサーのエネルギー収支

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5分でわかる!コンデンサーのエネルギー収支

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この動画の要点まとめ

ポイント

コンデンサーのエネルギー収支

高校物理 電磁気21 ポイント2 全部

これでわかる!
ポイントの解説授業
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先ほどのポイントの授業で、 電池の仕事w は、
w=QV
で表されることを学びましたね。一方、 コンデンサーの静電エネルギーU は、
U=(1/2)QV
です。w-U=(1/2)QVとなり、エネルギーの収支が合いませんね。このエネルギーはどこに行ったのか、解説しましょう。

回路の中には仕事もエネルギーも2種類ある

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下の回路を見てください。起電力Eの電池、電気容量Cのコンデンサー、スイッチSからなる回路があります。スイッチを入れてコンデンサーを充電させた後、コンデンサーの極板間に、外力を加えて誘電体を入れる過程を考えましょう。

高校物理 電磁気21 ポイント2 図 熱エネルギーとその矢印をカット

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このとき 仕事エネルギー について2種類ずつ考えなければならないことに気づけますか?

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まず、仕事は、 ①外力のする仕事W②電池のする仕事w です。 仕事の合計W(外力)+w(電池) が、エネルギーに相当しますね。

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一方、エネルギーにも2種類あります。 ①コンデンサーが蓄える静電エネルギーΔU②導線などで発生する熱エネルギーH です。回路の中で正電荷が移動すると、電流が流れ、導線が熱くなります。 仕事は回路で生まれる熱に変わる こともあるのです。熱エネルギーは記号 H で表します。

高校物理 電磁気21 ポイント2 全部

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仕事とエネルギーの関係から、
W+w=ΔU+H
が成り立ちます。仕事もエネルギーも2種類考えなければならないことをおさえておきましょう。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

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コンデンサーのエネルギー収支
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