電験三種 コンデンサ 問題

質問

現在 電験三種を受験しようと勉強しているのですが、コンデンサの部分で詰まってしまいました。
ある練習問題がわからなくて、解説を見ましたがそれを見ても分かりません。
分からい部分は以下2点です。
「詳細は添付画像で確認願います」

1 、矢印方向意味が分かりません。(青文字)
電荷が動く方向を意味してるのでしょうか?

2、なぜQ1だけマイナスなのか分かりません

3、なぜ10Vを足すのか?

何となくは理解できるのですが。。。
よろしくおねがいします。

回答No.1

m_and_dmp · ベストアンサー

矢印方向意味・・・
＞＞＞チャージの方向(矢頭がプラス電荷、矢じりがマイナス電荷）を表していると思います。電圧の方向も同じです。
問題を解くために、どちらがプラスか仮定する必要があります。問題の解きはじめではVb がわかっていませんので、各コンデンサのどちらの端子がプラスなのかわかりません。図を見て、「多分こうだろう」と思われる向きを仮定します。それが違っていると、計算結果修正されますので、どちら向きにしても良いのです。

なぜQ1だけマイナス・・・
＞＞＞コンデンサが一点に複数接続されている場合、その接続点から見た各コンデンサの電荷の総量はゼロになります。
添付の問題では、上の10μF の -Q と、20μF の +Q と下の10μF の +Q が接続されていますので、　-Q1 + Q2 + Q3 = 0 となります。

なぜ10Vを足す・・・
＞＞＞下の10μF にかかっている電圧は、a点を0[V] としているので、左側の端子が -10V、右側の端子が Vb です。コンデンサの左側の端子を基準にして、右側の端子の電圧は、Vb - (-10V) = Vb + 10 [V] となります。

お礼

遅くなり申し訳ございません。
大変よくわかりました。ありがとうございます。