안녕하세요. 답변드립니다.

한쪽 도체에 +Q, 다른 쪽 도체에 −Q를 둔 이유는 

두 도체를 축전기의 두 전극으로 간주하기 위한 가장 표준적인 물리적 가정이기 때문입니다.

정전용량은 C = Q / V 로 정의되며, 이때 Q는 두 전극에 동일한 크기이면서 부호가 반대인 전하(+Q, −Q)를 의미합니다.

만약 두 도체 모두 +Q로 설정하면 전위차는 (1/a − 1/b) 형태로 표현될 수는 있으나,

이는 서로 전하를 저장하는 전극 쌍의 상태가 아니어서 정전용량을 정의하기에는 물리적 해석이 부자연스럽습니다.

따라서 이 문제에서는 +Q, −Q로 두 도체를 대전시켜 전위차를 구하는 것이

정전용량 문제와 일관된 표준적인 풀이 방법입니다.