問 4

コイル・コンデンサーを含む回路

に関する問題

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

(1.1) スイッチを入れた直後、コン

デンサーの電気量を求めよ。

V

C R L

S

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

V

C

R L S

コンデンサー手前の抵抗を通って電流が流れるため、

コンデンサーの電荷は急に変化しない。(過渡現象)

∴ スイッチを入れる直前と同様、0 C

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

(1.2) スイッチを入れた直後、コイ

ルに流れる電流の大きさを求め よ。

V

C R L

S

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

V

C

R L S

コイルは自己誘導のため、コイルを流れる電流の変化を妨げるは たらきがある。

∴　コイルを流れる電流は 0A

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

(1.3) スイッチを入れた直後、コイ

ルにかかる電圧の大きさを求め よ。

V

C R L

S

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

V

C

R L S

LとCは並列なので、コイルの電圧V_Lはコンデンサーの電圧V_Cと常 に等しい。

コンデンサーの電圧 V_C=Q/C は、Q=0より、V_C=0

∴　コイルの電圧V_L=0

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

(1.4) スイッチを入れた直後、抵抗

に流れる電流の大きさを求めよ。

V

C R L

S

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

V

C

R L S

V_C=0、V_L=0より、抵抗Rには電圧Vだけかかる。

∴ I_R = V R

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

(1.5) スイッチを入れた直後、コン

デンサーに流れる電流の大きさ を求めよ。

V

C R L

S

・ スイッチ開

・ コンデンサーの電気量 0 C

V

C

R L S

Lには電流は流れない。よって、抵抗の電流=コンデンサーの電流 また、抵抗に流れる電流 I_R = 　　　より、

コンデンサーに流れる電流 I_C = V R

V R

・ スイッチ閉

(2.1) スイッチを入れて充分時間

が経ったとき、コイルにかかる電 圧の大きさを求めよ。

V

C R L

S

・ スイッチ閉

V

C

R L S

コイルに流れる電流は充分に時間が経つと、変化しなくなる。

コイルの自己誘導による誘導起電力 V_L = −L 　　 より、

　　　= 0 なので、

V_L = 0

dI dt dI

dt

・ スイッチ閉

(2.2) スイッチを入れて充分時間

が経ったとき、コンデンサーの電 気量を求めよ。

V

C R L

S

・ スイッチ閉

V

C

R L S

LとCは並列なので、V_L = 0より、V_C = 0

・ スイッチ閉

(2.3) スイッチを入れて充分時間

が経ったとき、抵抗に流れる電流 の大きさを求めよ。

V

C R L

S

・ スイッチ閉

V

C

R L S

V_C=0、V_L=0より、抵抗Rには電圧Vだけかかる。

∴ I_R = V R

・ スイッチ閉

(2.4) スイッチを入れて充分時間

が経ったとき、コンデンサーに流 れる電流の大きさを求めよ。

V

C R L

S

・ スイッチ閉

V

C

R L S

充分に時間が経つと、コンデンサーに流れる電流は 0A

・ スイッチ閉

(2.5) スイッチを入れて充分時間

が経ったとき、コイルに流れる電 流の大きさを求めよ。

V

C R L

S

ドキュメント内 高校電磁気学 ~ 電磁誘導編 ~ 問題演習 (ページ 42-62)