並列コンデンサに蓄えられるエネルギー

正解

正解：3．3×10⁻⁴J

解き方

1. 並列接続の合成静電容量は C = C₁ + C₂ = 2 + 4 = 6μF である。
2. 蓄えられるエネルギーは W = CV² / 2 = 6 × 10⁻⁶ × 10² / 2 = 3 × 10⁻⁴J となる。よって選択肢3が正しい。
3. 個別に求めても，C₁は 2 × 10⁻⁶ × 10² / 2 = 1 × 10⁻⁴J，C₂は 2 × 10⁻⁴J で，合計3 × 10⁻⁴Jとなる。

選択肢ごとの解説

1. 1．誤り。3×10⁻⁵Jは CV / 2 の値で，電圧を2乗していない。
2. 2．誤り。6×10⁻⁵Jは電荷量（6μF × 10V = 6×10⁻⁵C）の値で，エネルギーではない。
3. 3．正しい。W = 1/2 × 6×10⁻⁶ × 100 = 3×10⁻⁴J。
4. 4．誤り。6×10⁻⁴Jは1/2をかけ忘れた値である。