今年もまた電験３種の季節がやってきましたなぁ。電験３種の季節というのは一発で受かってしまえば、次の年にはもう来ないものなんですが、僕の場合、毎年来ることになっています。理論・電力・機械・法規の４科目のうち、全滅してしまえば諦めもつくというものなんですが、悪いことに２年前、法規だけ受かってしまいました。　で、去年、なーんも勉強してないのに何故だか電力に受かってしまって、こうなってくるとスケベ心が出てくるというものなんですが、ただ残りの２科目に関して言えば、ちょっと勉強すれば何とかなるというレベルではまったくなかったりするんですけど。正答率１７％くらいでしたからね。５択式の問題なので、確率以上に不出来だったということになるんですが、もしかして、めっちゃ勉強すれば何とかなるかも？…という気がまったくしないワケでもないので、今日からちょっと気合を入れて勉強してみようかと思わないわけでもありません。　過去の経験からして、どうやら公式の丸暗記ではどうにも対処しきれないというか、公式をまったく覚えきれないというか、とにかく駄目やったな。…という結果に終わっているので、今回はとにかく例題を解くという方向でいってみようかと思うんですが、とまあそんなことで、いってみましょうかぁ。

この場合、電荷の間に働く力はですね、次の公式で求められます。

　（追記）　上記の計算式はあまりにもアバウト過ぎて、選択肢に似たような数値があると、間違えちゃう恐れがあるかも？…という気がしてきました。　「3000Ｑ」 とか 「750Ｑ」 といった数値を一割引きしてやると、かなり正確になります。　特価！クローン牛10％オフ…と、付け加えるといいでしょう。

平行平板コンデンサの静電容量は、次の公式で求められます。

この場合、真空中の誘電率は概略の数字に直すと

なので、平行平板コンデンサの静電容量はざっと、

ということになります。比誘電率に面積を掛けて、距離で割って、１０の−１１乗。　−１１乗の部分だけ押えることにすると、今晩さー（コンデンサ）、お前なー（マイナス）、礼文島（イレブン）。最果ての島まで、お疲れさまです。　…と、頑張って覚えて貰ったところでこんなことをいうのも何なんですが、今回の例題の場合、どうやら簡略化した公式より、元の式のほうが使えるような気がしないでもなくて、とりあえず出題者の意図するところを図で示してみるとですね、


…とまあ、こういうことになるみたいなんですけど。　使用後は誘電体のコンデンサと、空気のコンデンサを直列に接続したようなイメージになるんですが、とりあえず使用前の静電容量を計算してみると、空気の誘電率は概ね、真空と一緒やろ？…という気がするので、比伝導率は無視するとして、

使用後に関しては


ということで、空気の3.5mmと誘電体の6mmを足して、9.5mm。　正解は （２） っぽいですな、どうも。
途中で誤魔化してるように思えて仕方がない、何とも怪しい計算だったりするんですが、バサっと約分しちゃった

の時点で、選択肢にある５つの数字のうち、とりあえず真ん中の１０を選んで、そこから誘電体の厚さ４を引いた６という数字をｄに代入して、果たして計算が合うか？…という検証をしてもいいかも知れません。左側を計算して0.2よりも小さな数字になれば、間隔が開き過ぎているということになるから、正解は１０よりも小さい数字ということになるわけです。問題は果たして、試験中にそこまで頭が回るか？…ということなんですが、それはまあ恐らく、無理でしょうなぁ。。。

　（追記）　この場合も正確な数値を求めるにはコンデンサの静電容量を一割引きしたほうがよさそうです。　特価！おでんさー（コンデンサー）、10％オフ…も追加しておきましょう。

コンデンサに蓄えられるエネルギー Ｗ[Ｊ] は、次の公式で求められます。


今晩さー（コンデンサ）、半分（１／２）渋い（ＣＶ）津（TWO＝２）へ行こうか？　津というのはなかなか渋い街なんですが、めっちゃ渋いというわけではなくて、半分くらい渋い。そういうところだったりするんですが、この計算式を変形して問題に出てくる数値を当て嵌めると、


となります。コンデンサの直列接続は抵抗の並列接続のような “（かける）÷（たす）” の公式になるので、



これを最初の “津の公式” に代入してやれば


すなわち、正解は（３）ということになるわけです。計算さえ間違えなければ、わりと簡単？　いや、僕の場合、その計算というのがめっちゃ苦手だから駄目なんですけど。

この問題を図で表すと


こんなふうになるんですが、抵抗で消費されるエネルギー（ＷＲ）とコンデンサーに蓄えられていたエネルギー（ＷＣ）は等しいと考えられます。これを電気の世界では “等くんの法則” と呼ぶんですが、ここに更に “津の公式” を導入すると



となります。　で、今回は電荷 Ｑ [mC] なんてのも登場するんですが、これは


という式で求めることが出来ます。　Ｑちゃん＝渋井（ＣＶ）ですな。女子マラソンで野口みずきと土佐礼子が駄目だと、後の頼りは高橋尚子と渋井陽子ということになるんですが、で、あれやこれやで計算していくと


ということになって、正解は（５）ということになります。　いや、スピード解決でありましたな。　というか、ただの手抜きであるような気もするんですが、いつの間にやら試験まであと５日ほどになってしまっているので、自力で計算するような暇はありません。答えを見て、何となく分かったような気分になれば、それで上出来ではありませんか。

　とまあそんなことで、今日のところは以上です。