[ex1.18] コンデンサに引き込まれる力

Question:
極板感覚 d [m] 、幅 w [m] 、長さ l [m] 、電位差 V [V] 一定のコンデンサに誘電率 ε [F/m] の誘電体を挿入する時に、この誘電体にはたらく力を求めよ。

 

 

Direction:
エネルギー差 = した仕事    を用います。

(全て入れた後のエネルギー) - (全く入れない時のエネルギー) = - Fd

と式を立てます。
最終的には引き込む力がはたらくとわかります。

 

 

Answer:

F = wV^2( ε - εo ) / 2d   [N]

 

 

Solution:

完全に満たしたと書きましたが、実際は完全に満たさなくても上の力Fがはたらきます。誘電体の(長さ)に関係なく同じ力がはたらきます。