問題コンデンサおよび誘電体に関する記述として、誤っているものはどれか。
- a誘電体中に置かれた同じ電荷がつくる電界の強さは、真空中に置かれた場合より小さくなる。
- b比誘電率は誘電体の誘電率を真空の誘電率で割った値であり、その単位は [F/m] である。
- c平行平板コンデンサの静電容量は、極板の面積に比例し、極板間の距離に反比例する。
- d同じ寸法の平行平板コンデンサにおいて、極板間を比誘電率 5 の誘電体で満たすと、静電容量は極板間が真空の場合の 5 倍になる。
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正解：b. 比誘電率は誘電体の誘電率を真空の誘電率で割った値であり、その単位は [F/m] である。
比誘電率 εr=ε/ε0 は誘電率どうしの比であるから無次元の数値であり、単位をもたない。したがって単位が [F/m] であるとする記述は誤りである。なお [F/m] は誘電率 ε そのものの単位である。平行平板の容量が C=εS/d で面積に比例し間隔に反比例すること、比誘電率 誘電体で満たせば容量が 5 倍になること、誘電体中では分極により電界が E=E0/εr と弱まることは、いずれも正しい記述である。
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