質問
2020/04/17 17:17

2014年度電験三種理論の過去問で、
真空中において、負に帯電した帯電体Aを、帯電していない絶縁された導体Bに近づけると、導体Bも帯電体Aに近い側の表面c付近に正の電荷が現れ、それと反対側の表面d付近に負の電荷が現れる。
と解答があるのですが、反対側に負の電荷が現れるのはなぜでしょうか。
解説していただければ助かります。

電験三種
匿名

回答 2 件
nasu PRO 電験2種、1種電気工事士、2級電気施工管理技士
回答
2020/04/17 19:05

まず、AにBを近づけると、Aに近い方のBの表面には、Aが帯電している負電荷の逆の極性を持つ正電荷が現れます。
おそらく、ここまでは質問者様は理解されていると存じます。

ここでBにAを近づける前のことを考えると、Bはプラスもマイナスも電荷を持っていない中性の状態であったため、Aを近づけた後でもB全体としては中性の状態を保つ必要があります。
よって、Aから遠い方のBの表面には先に現れた正電荷を打ち消す電荷である負電荷が現れることになります。

但し、これは問いの条件の場合であり、導体が接地されていたり、他の電気的な物質と接続されている場合などは解答が変わってきますので注意してください。

電験サロン PRO 電験2・3種、TOEIC860、電気工事士1・2種、他多数
回答
2020/04/17 22:39

下の図を参考にしてみてください。

まず、帯電していない導体(右)を、負に帯電した導体(左)へ限りなく近づけた状態を考えます。
すると、負に帯電した導体の付近では、図①の矢印の方向(左向き)に電界Eがはたらいています。

この時、帯電していない導体(右)の中の「負の電荷(自由電子)」が
図②のように、電界と逆向きの方向に力を受けて移動します。
つまり右の方に負の電荷が偏ります。

もともと、この導体は帯電していなかったので、プラスマイナス0となるように、
左側に正の電荷が偏ります(正に帯電します)。

そしてここからは参考ですが、
右に負の電荷、左に正の電荷が現れるので、図③のように、
この導体の中にも電界E'が発生します。

そして負の電荷と正の電荷の偏りが大きくなるにつれ、
この電界E'もどんどんと大きくなり、最終的には、電界Eと電界E'が同じ値になります。
つまり電界が打ち消しあう状態になり0となります。
電界が0ということは、導体内の電位差も当然0になります。

この導体内は等電位という性質は電験ではよく出てきますので、
覚えておかれると良いかと思います。ぜひ参考まで。


保安協会1年生
2020/04/18 10:51

とても分かりやすい解説ですね!
保安協会新卒1年目です。宜しくお願いします。


電験サロン PRO 電験2・3種、TOEIC860、電気工事士1・2種、他多数
2020/04/18 11:38

コメントありがとうございます。こちらこそよろしくお願いします。


ブログ一覧
【電気の神髄】電気工学を奥深くまで徹底追及するサイト
スポンサーリンク

マキタ 充電インパクトドライバー 電動インパクトドライバー【MTD001DSX 】
ブログ一覧
ユーザーランキング
全て
1
イルカ PRO
電験二種
310

参考になった数


2
nasu PRO
電験2種、1種電気工事士、2級電気施工管理技士
159

参考になった数


3
摺り足の加藤 PRO
第一種電気主任技術者,フリーランス
132

参考になった数


4
たな PRO
第二種電気工事士,第三種電気主任技術者(認定取得条件保有),電力会社10年弱勤務(水力発電所担当)
123

参考になった数


5
電験サロン PRO
電験2・3種、TOEIC860、電気工事士1・2種、他多数
123

参考になった数


6
NobodyDid PRO
電験一種、一陸技
117

参考になった数


7
鐵獣 PRO
第三種主任技術者・エネルギー管理士・第二種電気工事士・工事担任者DD第三種・消防設備士(乙7)
91

参考になった数


8
おし PRO
第2種電気工事士 2級電気工事施工管理技士 2級管工事施工管理技士   
88

参考になった数


9
マン管 マー坊(三宅真光)
マンション管理士、マンション管理業務主任者、宅地建物取引士、敷金診断士、賃貸経営管理士
69

参考になった数


10
大橋 諒
第1種電気工事士、電気工事14年目
60

参考になった数


【電気の神髄】電気工学を奥深くまで徹底追及するサイト