ウォルス：という訳で、たわしRX4氏の要望に勝手に応えて第二弾！
メリー：マジかい。
前回といい４コマといい、本当にネタに困ってるんだね。ウォルス：致し方ない。
さて、今日はコンデンサーだ。メリー：コンデンサーってのは、
電圧を利用して電気を貯めておく装置みたいなもの。
乱暴な説明をすると
「電気回路をブッた斬って、流れたい電気をそこに留めて置く」という感じかな。ウォルス：そう。その断面に電気が溜まっちゃって
電気が混んでんさー！
……って覚えるといいよ。メリー：（……実兄でもイケメンでも無ければ、宇宙に送ってやるのに！）※またまた学習系です。
問題に興味が無い方は
↓
↑
のラインまで飛ばしてしまう事を
強くお勧めします。第一問的ボヤキ面積S、間隔dの二枚の金属板を平行に置き
平行板コンデンサーを作った。
真空の誘電率をε
0とし、以下の問いに答えてみそ。
①このコンデンサーの電気容量Cを求めれ。
②このコンデンサーにVの電圧をかけた時、
蓄えられる電気量を求めれ。
③Vの電圧をかけたまま、金属板の間を比誘電率2εの絶縁体で
満たしたとき、蓄えられる電気量はどうなるか。
④電圧を０にし(電源との接続を外し)
同じ絶縁体を入れたとき、蓄えられる電気量はどうなるか。
ウォルス：板と板を合わせて――メリー：……幸せ？ウォルス：いたいたしい。メリー：……そりゃ兄さんだよ。
メリー：これが実験装置（のモデル）。
でもって、この三体が……
ウォルス：無理があるけど、視覚的にわかり易いと言う事で。メリー：（単にフィギュアが余ってただけなんだけどね）解説風雑談①電気容量を求めれ！ウォルス：これは公式を暗記してもらうしか無いですね。コンデンサーの電気容量は
「間隔が狭く、面積が広いほど大きく」なり
「誘電率に比例」します。
というわけで
単位は
F(ファラド)因みに、電気容量の略称のCはご存知CAPA、キャパシティーの頭文字です(多分)。②電気を蓄えれ！ウォルス：蓄えられる電気量は、シンプルに
「電気容量」×「電圧」です。だから
図で表すと
こうなりますね。
トゥインクル一体が＋Q
シェルズレイ一体が－Qに相当します。「＋Qと－Qだから合わせて2Qだ！」とか勘違いしないように(経験者談)。メリー：余談だけど、ここで極板間を半分にしたり
電圧を倍にすると
電気容量が倍になって、蓄えられる電気量も倍になるわけだ。③絶縁体を放り込め！ウォルス：二枚の極板の間を、比誘電率2εの絶縁体で満たします。
すると、電気容量が倍になって、蓄えられる電気量も倍の２Qにー……
メリー：何が「っス」だ。（答え：
２CV）
ウォルス：また余談になりますが
このように、一部に絶縁体が入ってるコンデンサーも出てきます。
こういう時は「二種類のコンデンサーが直列つなぎになってる」
と考えれば――絶縁体(顔)：いいっス。
でもコンデンサーの合成公式は電気抵抗の合成公式と逆ッスから
気をつけて欲しいっス。メリー：キモいよ怖いよウザいよお前。④電源を外して絶縁体を放り込め！ウォルス：これは単純。
「切り離された状態では、蓄えられた電気量は普遍」
というわけで、答えはQ、つまりCVのままです。何が変化して、何が変化しないのか。
その時々の状況を冷静に読み取るのが
コンデンサーの問題での一番重要なポイントです。
メリー：なるほど、目に見えない電荷も
フィギュアを使えば視覚的に感じられて判り易――
くない！ちっとも！
ウォルス：失格的だね！メリー：そりゃアンタの事だァァー！
第二問かもしれない極板間隔がd、電気容量がCのコンデンサーを
Vの電源に繋いで充電し、電源から外した。
以下の～（ry
①この時、コンデンサーに蓄えられているエネルギーUを求めれ。
②極板間の距離を2dに広げた。
コンデンサーのエネルギーはUの何倍になるか。
③②で極板を広げた時の仕事が、コンデンサーのエネルギー増加になったとして、
極板が引き合う力Fを求めれ。
ウォルス：エネルギーの問題です。
……うーん……
メリー：…………
ウォルス：……うーん、駄目だ……
メリー：……わざわざ駄洒落考えなくていいよ。
ウォルス：あ、そう？
解説と見せかけたフリートーク①エネルギーを求めれ。
ウォルス：公式適用。
メリー：早ッ
ウォルス：それ以外に言い様が無いんだってば。
ウォルス：これとQ=CVを連立させる事で
３パターンくらいの表し方が出来ます。②極板間を広げたときのry
メリー：↑だんだん適当になってきたね。ウォルス：だね。それはともかく。極板間が倍になれば、電気容量Cは半分になります。
この時、Vも変わります。（注意）
なのでここは、普遍であるQとCを使って、Uを求める事にします。
QとCのみでUを表すと
Cが半分になるので、答えは二倍。③引き合う力を求めれ！
ウォルス：引き合う力＝極板間を広げる時にかけた力
＝メリーが極板を引っ張った力
と考えられますね。メリー：∑私が引っ張った事になってるんだ！？ウォルス：①と②より、増加したエネルギーは
力Fで距離d動かした時の仕事、つまりFdが、このエネルギーに匹敵するので
CVを使って求めてもいいです。
ウォルス：さて、以上で説明は終了です。
……というか、これで判るなら、参考書で十分な気がしますが。
メリー：つまりアレだ。
ネタにも実用性にも著しく欠けている、と。ウォルス：何をしたかったのか判らない。
まさにECOSSクオリティーです。
しかしまぁ、受験生でも当ブログを覗きに来てくれていたというのは
恐れ多くも有難い事です。メリー：是非とも、桜を咲かせて頂きたいところ。
という訳で、兄さん。シメを。ウォルス：うん。受験生の皆様――
ECOSS一同、御健闘を――――
お祈りしておりますだおかだ！ ※という訳で、頑張って下さい。
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