耐電圧というのは、それ以上の電圧を加えるとコンデンサーとしての機能を失う限界の電圧という意味です。極板間に何も挟まれていないとき、耐電圧に到達すると小さな雷が落ちて、火花放電してしまいます。誘電体を挟んでいる場合には、誘電体が破損してしまうこともあります。もはやこうなると、コンデンサーとしての機能は失われていますので、そうならない限界の電圧が耐電圧ということですね。
(1)
コンデンサーを並列に接続するときは、電圧は等しく加わります。耐電圧は低い方が先に破壊されてしまいますので、合成したときの耐電圧は、耐電圧が低い方のコンデンサーと等しくなります。
よって、\(3.0×10^2[V]\)
(2)
コンデンサーを直列に接続するときは、蓄電される電気量が等しくなります。
\(Q=CV\)の関係があるので、\(C_A:C_B=4:1\)なら、\(V_A:V_B=1:4\)になります。
仮に\(V_A=300[V]\)とすると、\(V_B=1200[V]\)となって、すでに耐電圧に達しているので不適。
仮に\(V_B=600[V]\)とすると、\(V_A=150[V]\)となって、耐電圧には達していません。
ということは、電圧を徐々に高めていくと、後者のように先にコンデンサー\(B\)が耐電圧に到達するので、この時の全体の電圧を計算すると、
\(V_2=V_A+V_B=150+600=750\)
\(=7.5×10^2[V]\)
ということが分かります。
