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Physics Senior High

緑の下線のところについてなのですが、これはコンデンサーに流れ込む電流も問題文の図2のようになるということでしょうか?二枚目の写真の教科書のところにコンデンサーの電流は電圧に対してπ/2進むと書いてあるのですが、これとこの問題がの電流の流れが違うのは回路にコンデンサーを単独で... Read More

146 46 交流過渡現象 図のX, Y, Zは抵抗 コンデンサ - コイルのいずれか1つずつである。 まず, 図1のように交流電源に接続す ると, Xを流れる電流(実線) Xに かかる電圧 (点線) の時間変 X Y Z 図 1 v 化は図2のようになった。 Io2A Ior =2〔A〕, Vo=100[V] である。 100V Vol 1 時刻 0 12 13 4 15 また,Zにかかる電圧の最大 値 V. は 50 〔V〕であった。 図2 次に図3のように直流電源と20 [Ω] の抵抗をXとYに接続した。 ス イッチSを閉じると 直後 Sには2 〔A〕 の電流が流れ、しばらくして5 X b 20Ω Y. S [A] の一定電流が流れるようになった。 Point & Hint 46 交流過渡現象 147 6x102(s) 交流の角周波数 ーに対してはV= ともに最大値)。 コンデンサ とすると,コイルに対してはV=L・I 1 CⅠ ここで,VとIは電圧と電流の実効値(あるいは コイルでは電圧に対して電流の位相は遅れ,コンデン 抵抗に対してはV=RI で位相の違いはない。 「サーでは逆に進む。 (1) Xは以上の知識から決まる。 YEZの区別は図3の直流回路の過渡現象から 調べる。 スイッチを閉じた直後コンデンサーは「導線」 コイルは「断線」状態 になる。そして、やがてコンデンサーは「断線」, コイルは「導線」状態に入る。 (2)コイルとコンデンサーは平均としての消費電力はない。 電力消費は抵抗での み起こり 実効値を用いて, RI または V.I. と表される。 実効値=最大値/√2 (3)X,Y,Zは直列なので, 流れる電流は共通。 そこで, Zにかかる電圧のグラ フ(図2のような) を描いてみると事態が明確になる。 (4) 各瞬間の電源電圧は, X, Y, Zの電圧の和に等しい。 (5) コイルは電流を流し続けようとするので・・・。 LECTURE コイルと電源の内部抵抗は無視でき コンデンサーのはじめの電荷は0とする。 図3 「X, Y, Zはそれぞれ何か。 また、それらの抵抗値 R, 電気容量 .C. 自己インダクタンスLの値はいくらか。 A 図1の回路の平均の消費電力はいくらか。 Zにかかる電圧が0となるのはいつか。図2の時刻 t の範囲で 答えよ。 図 1, 2 で時刻t=1×10-2 [g]のときの電源電圧はいくらか。ま した時刻 t = 4×10 [s]のときはいくらか。 (5) 図3で,Sを閉じ十分時間がたった後にSを開く。 その直後のX (1) 図2より電圧に対して電流の位相は遅れているから,Xはコイル。 また、図2より交流の周期はT=4×10-2 [s] なので, ω= 2π/T と Vo = wL・Io より VoT L = 2710 100 × 4 × 10-2 2×3.14×2 = 0.32 (H) 図3の回路で Y がコンデンサーとしてみよう (図 a)。 Sを閉じた直後はコンデンサーは導線と同じで, 一方,コイルは電流を通さないから流れる電流I は I = E 20 X 2002 ++ E 図 a となる (Eは電源の起電力)。 そして,十 分時間がたつとコンデンサーは電流を通さなくなり, コイルが導線と同 E じになる。すると,やはり 20 で発生するジュール熱を求めよ。 Level (1)~(4)★ (5) ★★ の電圧 (bに対するa の電位) を求めよ。 また, Sを開いた後, 回路 でIと同じ電流が流れることになる。 これ は事実に合わない。したがって,Yは抵抗(図b)。 Sを閉じた直後電流はR側を通るので X 20Ω E = (R+20) × 2 ...... ① Y R 十分時間がたつと、電流は導線となっているコイ ル側を通り Rはショートされるから E 図 b

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Mathematics Senior High

(3)の別解において、なぜa≧0のときとa=0のときでわけるのですか?

100 Z を表す。 -Cr それぞれ何 練習 34 5桁の整数nにおいて, 万の位, の, 百の位、十の位、一の位の数字をそれぞれ,b,c, de とするとき, 次の条件を満たす nは何個あるか。 (1)a>b>c>d>e (1) 0, 1, 2, (2) a≧b≧c≧dze (3) a+b+c+d+es6 9の10個の数字から異なる5個を選び、大き←a>b>c>>から、 い順にα, b, c, d, e とすると, 条件を満たす整数nが1つ定 α0 となる。 まるから (2) 0, 1, 2, 10C5252 (個) 10個から5個を選ぶ 9 の 10 個の数字から重複を許して5個を選び, のが大きいから 大きい順に a, b, c, d, e とすると, a≧b≧c≧d≧e≧0を満た◯5個と | 9個の順列 a=b=c=d=e= 0 の場合は5桁の整数にならないから, 求め す整数a, b, c,d, e の組を作ることができる。このうち、 る整数nの数は 10H5-1=10+5-1C5-1=14C5-1=2002-1=2001 (個) (3)A=a-1 とおくと, a≧1 であるから また,a=A+1であるから,条件の式は A≥0 を利用して, 14Cs-1と してもよい ←a0 に注意。 αだけ 1以上では扱いにくい から おき換えを行う。 000 =2,6=1, (A+1)+b+c+d+e≦6 意味する。 よって A+b+c+d+e≦5 ここで, f=5-(A+b+c+d+e) とおくと, f≧0 で A+b+c+d+e+f=5 ・・・ ① 求める整数nの個数は, ① を満たす0以上の整数の組 (A, b,c,d,e, f) の個数に等しい。合巣の主 庫 ゆえに、異なる6個のものから5個取る重複組合せの総数を考 ←A+b+c+d+e=k (k=0,1,2,3,4,5) と して考え 5Ho+5Hi +5H2+5H3+5H4+5H5 =4Co+5C1+6C2+,Ca +8C4+9C5 えて 6H5=6+5-1C5=10C5252 (個) 252 (個) でもよい。 ”あって 後から 別解 まず, a≧0として考える。 3 50 3, る。 f=6-(a+b+c+d+e) とおくと, 2018 a+b+c+d+e+f=6 これを満たす0以上の整数の組 (a,b,c,d,e,f)は (T 6H6=66-1C6=11C6=11Cs=462 (個) また, α=0 のとき, 条件の式は (b+c+d+e≦ g=6-(b+c+d+e) とおくと, g≧0でb+c+d+e+g=6 これを満たす0以上の整数の組 (b, c, d, e, g) はJin (T 5H6=5+6-1C6=10C6=10C1=210(個) よって、求める整数nの個数は ←αが0以上の場合から αが0の場合を除く方針。 462-210-252 (1) se

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