物理の電磁気、交流回路についての質問です。 (4)、(6)についてです。 僕は(2)で求めた電流についてのtの関数を積分してQ=CVに代入、同じく微分してV=L*(di/dt)に代入してそれぞれコンデンサーとコイルにかかる電圧をtの関数で表してからその関数の最大値を√2で割... 続きを読む

100 /10 10 7 100 (センター試験) 130 図1のように,抵抗値 R の抵抗,電気容量 C のコンデンサーおよ び自己インダクタンスLのコイルを直列に接続し, 交流電源につない だ回路がある。 オシロスコープで抵抗の両端の電圧を観測したところ, 図2のような周期T, 最大値 V の正弦曲線であった。 オシロ 電圧 スコープ Vo--- T m 2 T 抵抗 コイル 0 コンデンサー f t 時刻 - Vol 図2 図 1 (1) 交流の角周波数を求めよ。 以下, (5) 以外はTの代わりに を用いて答えよ。 (2) (3) この直列回路での消費電力 (平均電力) を求めよ。 また実効値を求めよ。 抵抗に流れる電流を時刻tの関数として表せ。 (4) コンデンサーにかかる電圧の実効値を求めよ。 また, 電圧 vc を時 刻tの関数として表せ。 (5)図2で,コンデンサーにかかる電圧が0になる時刻を Ost ST の範囲で求めよ。 (6)コイルにかかる電圧の実効値を求めよ。 また,電圧 v を時刻tの 関数として表せ。 \(7) 電源電圧の最大値 V, を求めよ。 また, ab間の電圧の最大値を 求めよ。 + (富山大 上智大 )

この問題で何故AC間とAE間の電位差が同じなんですか？しかもこの図ではCE間とEG間の電流が書いてません。どういうことでしょうか？

R R G 13 V2 = Rin + Ri 5 = 4 であるから、A-F間の R R R 23 R R E H R 4 BO 12-13 12-13 である。 R R 12 R liz R R 21 図 1.11 解答図 : 抵抗の接続 次に,A-F 間の合成抵抗を考える。端子 A に電流Iが流れるとし,対称性 を考慮して各端子間には図1.11 のような電流が流れると仮定する。 この時 例題1.2.7 図1.12に示す 成抵抗 R を求め A 4+4=1 が言える。また,A-C間とA-E間の電位差が同じであることから, Ri=Riz+R(i-) ← ₁ = 212 - 13

物理基礎の問題です！ 類題の（4）を教えてほしいです！！ よろしくお願いします🙇🏻‍♀️՞

例題① 電熱線による発熱 1kWh=10Wh=3.6×10J 3.6×10³ J ある長さの電熱線に100Vの電圧をかけると, 消費電力が400W であった。 次の問いに有効数字2桁で答えよ。 ただし, 電熱線の単位長さあたりの抵抗値 は変わらないものとする。 (1) 電熱線には何Aの電流が流れるか。 (3) (2)電熱線の抵抗値は何Ωか。 かかるか。 ただし, 電熱線の発熱量の30%は周りに逃げるものとし, 水の この電熱線を用いて, 16℃の水300gをあたためて100℃にするには何s 比熱は 4.2J/ (g・K) とする。 Gato 指針 (3) 水が得た熱量は, 電熱線で発生したジュール熱の70%に等しい。 解 (1) 電熱線に流れる電流をI [A] とすると,「P=VI」より、 400 W 400W =100 VXI よって, I= p.199式(7) =4.0A 100V p.192式(3) (2) 電熱線の抵抗値を R [Ω] とすると, オームの法則 「V=RI」 より (3)かかる時間を [s] とすると,「Q=Pt」 と 「Q=mcAT」 より, 100V よって, R= 100V=R×4.0A =25Ω 4.0 A p.125式(3) よって, t=3.78×10°s≒3.8×10's 84- p.199式(8) 400Wxtx0.70=300g×4.2J/(g・K)×(100-16) K 類題1 例題①の電熱線を、 元の80%の長さに切って, 100Vの電圧をかけた。次の 問いに有効数字2桁で答えよ。 (1) 電熱線の抵抗値は何Ωになるか。 (2) 電熱線には何Aの電流が流れるか。 (3)このときの電熱線の消費電力は何Wになるか。 (4) 例題1の(3)と同じようにして水をあたためたとき, かかる時間は元の何倍か。 20

(2)について。 bc間の電圧を求めるのに、R3の抵抗を用いないのは何故ですか？

解説動画 基本例題28 抵抗の接続 (1) ac 間の合成抵抗はいくらか。 図のような電気回路について,次の各問に答えよ。 基本問題 232 233 234 R2 (2) bc 間の電圧はいくらか。 R2 の抵抗には 0.80Aの電流が流れている。このとき, 以下の各問に答えよ。 SS R₁ 6.0Ω a C R3 4.0Ω 12 (1) 第1章 電気 (3) ac 間の電圧はいくらか。 指針 2.012 (1) 並列に接続された R2, R3 の合 成抵抗を求め,その合成抵抗と直列に接続され た R との合成抵抗を求める。 (2) R2, R3は並列に接続されており,等しい電 圧が加わるので, R2 に加わる電圧を求める。 (3) ab 間, bc間のそれぞれに加わる電圧の和が, ac 間の電圧である。 (3) R3 を流れる電流を I3 とすると,オームの法 則から, V DC 13-R3 = 4.8 12 =0.40A は, R2, R3 を流れる電流の を流れる電流I 2に等しい。 L=0.80 +0.40=1.20A ac 間の電圧 Vac は, ab 間の電圧 Vab, bc 間の 電圧Vbc の和に等しい。 解説 (1) 並列に接続された R2, R3 の合==4.0×1.20=4.8V 成抵抗を R' とすると, Vac=ab+Vbc=4.8+4.8=9.6V 1 1 1 1 + 1 + R'=4.0Ω R=R+R'=4.0+4.0=8.0Ω (S) Point 電気回路の問題では, 直列接続, 並列接 続の特徴を把握することが重要である。 直列接続… 各抵抗を流れる電流は等しい。 R' R2 R3 6.0 12 ac 間の合成抵抗をR とすると, (2) 求める電圧を Vbc, R2 を流れる電流をI と すると, オームの法則 「V=RI」から, Vbc=RzIz=6.0×0.80=4.8V (各抵抗の電圧の和)=(全体の電圧) 並列接続…各抵抗に加わる電圧は等しい。 (各抵抗の電流の和)=(全体の電流)

電位差についてです P,Qの電位差を求める問題ですが、それぞれに流れる電流i1,i2を使ってオームの法則を用いてVを出す というところまでは理解できましたが、オームの法則に代入するRの値がなぜ4Ω,8Ωなのかが分かりません。 電流が点P,Qを流れる前に通る抵抗は2Ω,8Ω... 続きを読む

A (1) 十分時間が経過すると, コンデンサーに は電流は流れなくなる。 点Pを流れる電流 [mA],点Q を流れる電流をI2 [mA] とする。 キルヒホッフの第2法則より 120=(2+4) I₁ 120=(284) I Ii=20 1₁+12 2kΩ 8kΩ C. I₁ IT ·120V ∴I=20 [mA] P Q このように,[kΩ] と [mA] をペアにす ると,[V] = [kΩ] × [mA] となり式 が立てやすくなる。 4kΩ ☐ 8k 120=(Ats 8kΩ 12=75 Z 120= (8+8) Iz 27.5mA 4 :.I2=7.5[mA] キルヒホッフの第1法則より, 電池を流れる電流はI+Iz=27.5[mA] (2)Zに対するPの電位 VP は Vp=4L=80〔V〕 である。 Zに対する Q の 電位 Vo は Vo=8I2=60[V] である。 したがって, Pの方がQよりも電 位が高い。 電位差は VP-Vo=20 [V]

電池が2つ以上含まれる回路の問題で、よくキルヒホッフの第二法則の使い方が分からなくなります。その例がこの問題の⑶です。 電池が1つだけの問題は電流の向きを自分で決めたら解けるのに、こういう問題だと自分で決めた向きのせいで答えが少し違ってしまいます。 何故このようなことになる... 続きを読む

(1)X→Yの方向に電流を流せばよいので、電池の正極はa側 Pの力のつり合いより Vo mg = X Bl R1 (2)Yの方が電位が高い Vo= mg Ri Bl mg = BV Pの力のつり合いより mg =IBl オームの法則より、Ul=RI uz Bl I+2 I ①②からⅠを消去してひに mgR (Ber = (3) (ア) ug-IBX より In I=mg. Bl キルヒホッフ第2法則より V=R2+R2(I+i) V-RZI = Ri+R2 よってR2を流れる電流は Iti = Vi+RI V.Bl+mgR [A] R+R2 Bl(Ri+R2)

この問題の解き方が分かりません😭 直列繋ぎなのか並列繋ぎなのかが分からなくて、、 答えはプリントに書いてある通りになります。 全体の電圧を120Vとしてやってます！ 解説お願いします🙇‍♀️

次の回路について、 電流I1、 I2、 I3および、それぞれの抵 抗において下がる電圧V1、V2、V3を求めよ。 7 To t 15 1:2 3 2 6 =30+30+30=50=52 R1:30 R2:10 V1 I2 2 V2 R3:1592 138 V3 24A 110V 5 (20V I₁ = 4 A I₂ = 12 A I₂ = 8A V₁ = 120V Vi V₂ = 120V V3 = 120V

(3)なぜ③ではないのですか

図1に示すように,抵抗値Rの抵抗と自己インダクタンスLのコイルの直列回路 に,内部抵抗の無視できる起電力E=12Vの直流電源を接続した。 回路のスイッチS を閉じた瞬間(時刻 t=0s) から回路には図2のような電流(図1の矢印の向きを正) が流れた。この電流曲線は t=0s においてその値はI=0.0A で, 曲線の傾き4. 3.0A/sであり, 十分時間が経つと I = 1.0A とほぼ一定の値になった。 S At -が E- L 2 Se I=1.0A R 図 1 コイルの回転方向 問1 0 (時刻) S 図2 直流電源の起電力 E, 電流 I,および微小時間4tの間の電流Iの変化分AIの間 に成り立つ関係式として正しいものを一つ選べ。 ① E+L4=RI At AI At ②E E-L -=RI ③ L4-E=RI At 問2 図2の電流の時間変化からLとRを求めると,それぞれいくらか。 L= 1 H, R= 2 ① 3.0 2 04.0 ③ 6.0 ④ 8.0 ⑤ 120 90 問3 コイルの自己誘導起電力 Vと抵抗Rにかかる電圧 VR の時間変化を縦軸に,横 軸に時刻をとったグラフの組合せとして正しいものを一つ選べ。 ただし, Iの正 の向きをVの正の向きとする。 工 3 交流の数が50日の ① 10 VR210×10 VR revo☺ VR VR 114 V V 0 →t Ok →to →t0 V HMENTS の巻き数がんで,その断

オームの法則の導出のところで、最後にRを逆数で置かなきゃ成り立たないことは分かるのですが、どうして逆数としてRを置くのか教えて頂きたいです。

第4編 電気と磁気 抗に電流が流れていないときには電圧降 下はOVであり,抵抗の両端は等電位で ②電圧降下 抵抗 R[Ω] の導体に電流 I[A] が流れると, オームの法則により, 抵抗の両端の間で RI[V]だけ電位が下が る。これを電圧降下という(図42)。抵 voltage drop 電位 受けているとすると,この抵抗力と電場から受ける力のつりあいより 電圧 e V = kv 降下 (34) 低 RI[V] eV この式よりv= kl となるので,これを (33) 式に代入すると 抵抗 R [Ω] 位置 eV I = en X xS= kl e²nS V kl (35) 電流 [A] I=enus 休 と表される(図43)。 (33) 復習 問21 断面積 1.0×10 m² の導線に 1.7A の電 流が流れているとき, 自由電子の平均 移動速度v [m/s] を求めよ。 導線1.0m² 当たりの自由電子の数を 8.5×1028/m3, 電子の電気量を-1.6 × 10-19 C とする。 ② オームの法則の意味 図44のように, 長さ[m], 断面積 S[m²] の導体の両端 に電圧 V[V] を加えると, 導体内部に E = ¥ [V/m] の電場が生じる。導体中の 自由電子はこの電場から大きさe ¥ [N] の力を受けて、陽イオンと衝突しながら 進むが,自由電子全体を平均すると一定 の速さ [m/s]で進むようになる。 この とき,自由電子は陽イオンから速さ”に 比例した抵抗力ku [N] (k は比例定数) を 258 第4編 第2章 電流 自由電子全体を平均したもの 速さ 電場E= 陽イオン 静電気力 e 抵抗力 P222 陽イオン S〔m²] ある。 C オームの法則の意味 電子の運動と電流 断面積 S[m²]の導 体中を自由電子(電気量-e [C]) が移動す る速さを v[m/s], 単位体積当たりの自 由電子の数を n [1/m] とすると, 電流 の大きさI[A] は 図43 電子の運動と電流図の 断面 A を t[s] 間に通過する自由電 子は,断面Aの後方 長さ of [m] の円柱部分に存在していたと考え られる。 ●の円柱内の自由電子の 数は 何個分 体積 N=nx (ut XS)= nutS であり,合計の電気量の大きさは Q=exN=envtS である。 これと (31) 式 (p.256) より envtS t 図 42 電圧降下 これは,オームの法則を表している。 ここで kl R= (36) Op.257 オームの法則 e²nS V 1= (32) R 百由電子 とおくと I = が得られる。 V 断面積 S R vt D抵抗率 k ロー ①抵抗率 (36) 式において, e²n をp とおくと,抵抗R [Ω] は次のよう 10 に表すことができる。 映像 Link Web サイト 抵抗率 R=p (37) 抵抗 2R S 長さ2倍にすると R[Ω] 抵抗 (resistance) [m] 抵抗率 I=- t = envS 15 〔m〕 抵抗の長さ (length) S〔m²] 抵抗の断面積 抵抗 R S 断面積2倍にすると -1〔m〕 V[V] 図44 オームの法則の意味 比例定数は,注目する物質の材 質や温度によって決まる。これを抵 2S- 抗率(または電気抵抗率, 比抵抗) といい, resistivity 単位はオームメートル(記号 Ω·m) で ある。 抵抗 1/2 ①図 45 長さ 断面積の異なる抵抗 問22 断面積が2.0×10-7m² 抵抗率が1.1×10Ω・mのニクロム線を用いて, 1.0Ω の抵抗をつくりたい。 ニクロム線の長さを何mにすればよいか。 [Link 259 復習

(2)についてです。 なぜ、40maが0.040になるのですか？

例題 2 オームの法則 電気抵抗について,以下の問いに答えよ。 (1)抵抗値 100 Ωの電気抵抗に12Vの電圧を加えたとき,電気抵抗に流れる電流の強さは何Aか。 (2)抵抗値 200 Ωの電気抵抗に40mAの電流を流すためには,電気抵抗にかける電圧は何Vであればよ いか。 電気抵 (3) 電気抵抗に 1.5Vの電圧を加えたとき,電気抵抗には 3.0 mA の電流が流れた。電気抵抗の抵抗値は 何Ωか。 【解法】 (1) 電気抵抗に流れる電流の強さを I [A] とすれば,オームの法則 V=RI より, I= = V 12 - R 100 =0,12)[A] (2)電気抵抗にかける電圧を V [V] とすれば, オームの法則 V=RI より, V =200×0.040 =(800)[V] にな (3) 電気抵抗の抵抗値をR [Ω] とすれば, オームの法則 V=RI より,