コンデンサーに導体を挿入？

質問

「縦×横がa×bの平板が2枚、間隔dをあけて平行に存在する、並行平板コンデンサがある。このコンデンサの横半分（b/2のところ）まで導体で満たした。コンデンサには電圧Vが印加されている。この時、コンデンサの静電容量はいくらになるか。但し、真空中の誘電率をε0とする。」

という問題が分かりません。

導体で満たされていない部分の静電容量は、ε0ab/2d。これと導体の並列接続であると考える。

しかし、このコンデンサに電圧Vを印加しても、電子は導体部を流れて、コンデンサの真空部にチャージされない気がします。なので静電容量は0なのでしょうか？

そして、もう一つ質問です。もし、上記の解答が正しいなら、導体を挿入する前に、電圧Vでコンデンサを充電し、電源を外した後、導体を上記のように挿入した場合、コンデンサ間の端子電圧（Q/C）はどうなるのですか？

ご回答よろしくお願いします。

回答No.1

FT56F001 · ベストアンサー

変な問題ですね。

「導体で満たした」という言葉は，
極板間隔dと等しい厚みの導体を入れて，極板を短絡した
という意味でしょうね。
ε0ab/2dの静電容量のコンデンサを導体で短絡してしまえば，
質問者さんのお考えどおり，電荷はたまりません。
電圧Vを印加しようとしても，導体部に大電流が流れるので，
コンデンサへのリード線が焼け切れます。

>導体を挿入する前に、電圧Vでコンデンサを充電し、電源を外した後、
>導体を上記のように挿入した場合、コンデンサ間の端子電圧（Q/C）はどうなるのですか？
導体で短絡されれば放電してQ=0になり，端子電圧=0です。

よくある問題では「極板間隔dの半分の厚みの導体を挿入した」とかのように，
極板間が導体で短絡されない想定にします。出題ミスかな??

お礼

ありがとうございます。
やはり、電荷はチャージされず、普通の並行平板コンデンサとは異なった働きをするのですね。
この問題は、「極板間隔dの半分の厚みの導体を挿入した」という問題を見て、自分で考えた問題です。
これからもよろしくお願いします