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物理 高校生

これの(3)がわかりません。

403 ころ、 の電 sin wt, EL 影響で送電先の電圧が送電元の電圧より大きくなることがあり問題。 物理 例題 91 交流のベクトル表示 物理 基礎 物理 406 抵抗R, コイルL, コンデンサーCを直列に接続し、 電圧の実効値が20Vの交 流電源に接続したところ、 実効値2.0A の電流が流れた。 この場合のLのリアク タンスを20Ω, Cのリアクタンスを15Ωとする。 (1) LとCの電圧の実効値 Vre [V], Vce 〔V] を求めよ。 (2) 電圧のベクトル図より, 電源の電圧に対する電流の位相の遅れ [rad〕 と, 抵 抗にかかる電圧の実効値 VRe 〔V〕 を求めよ。 (3) 電源電圧 V [V] 時刻f[s] を用いて V=20√2 sin 100t と表されるとき 電 [流I[A] を式で表せ。 3.14 とする 解答 (1) 交流の角周波数をw 〔rad/s], ● 138 センサー 電圧に対する電流の位相 ・抵抗→同じ。 ・コイル→だけ遅れる。 電流の実効値を I [A], Lの自己インダ クタンスをL[H], C の電気容量を C[F] とすると,VLe = wLI=20×2.0= 40[V] VLe+Vce 40V 1 120V ・コンデンサー Vce= - I = 15×2.0= 30[V] wC 10V VRe →だけ進む。 センサー 139 RLC 直列回路の交流のベ クトル表示 (電流ベクトルを右向きに 描くとすると) ・抵抗にかかる電圧 VRe は 右向き。 ・コイルにかかる電圧 Vre は上向き。 ・コンデンサーにかかる電 圧Vce は下向き。 ・電源電圧 V は, Ve=VRe+ Vie+Vce センサー 140 (2) 共通に流れる電流I を右向きのベクト ルとし、反時計回りを位相の進む向き とすると,Rにかかる電圧 VRe の位相は 電流と位相が同じなので右向きに描く。 Lにかかる電圧 VLe の位相は電流より位 π 30V Vce 相が今だけ進むので右図の上向きに描 く。Cにかかる電圧Vcの位相は電流よりも位相が今だけ遅 2 れるので上図の下向きに描く。 電源の電圧の実効値 V は, 数学的にVe=Vre + Vre+ Ve となることから,各ベクトルの 大きさを考えると, 上図のようになる。 この図より Vre+ Vcel = 10[V] となる。 よって, sinθ= | Vie + Veel_10. | Vel =0.50 20 π これより,0= - 〔rad〕 ......① 6 交流回路の瞬時値は,最大 値と位相を別々に求める。 π *te, VRe = V COS =20x 2=10√3=10×1.73=17.3 2 注 電圧や電流の最大値や位相 TRO 17(V) [ 29 などは, ベクトル表示による方 法でなくても、公式を用いて計 算で求めることができる。 (3) 電源の電圧の最大値を Vo [V], 電流の最大値を I〔A〕とす ると,V=Vosin wt のとき, I=Isin (wt-0) と表されるから, ①II より 最大値と位相を考えると, I= 2.0√2sin100㎖t- 6 29 交流と電磁波 255

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化学 高校生

水和がしにくいということではないですか?

B 電解質の溶解のしくみ イオン結晶の溶解 イオン 結晶は静電気的な力でイオンが結 合してできた物質であり,一般に 水に溶けやすい。 たとえば,塩化 NaCl 結晶 水和したCI H2O 水和したNa* ナトリウム NaCl の結晶を水に溶 ▲図2 イオン結晶の溶解 かすと, ナトリウムイオン Na+と塩化物イオン CF に分かれる。 電解質 水溶液では、水分子が極性をもつため、イオンとの間に静電気的な引力 き イオンは水分子に囲まれて、他のイオンと離れた状態で存在する。 現象を水和といい, 水和したイオンを水和イオンという。 イオン結晶で hydration hydrated ion 硫酸バリウム BaSO」, 炭酸カルシウム CaCO3 などのようにイオン結 強さが大きい結晶は, 水和してイオンに分かれにくく、水に溶けにくい。 ま イオンは,ベンゼン CH6 やヘキサン CH14 などの無極性の溶媒分子と つきにくいため, イオン結晶はこれらの無極性分子の溶媒には溶けにく ■塩化水素の溶解 塩化水素 HCI は分子であるが, 極性が強く, 水 共有結合が切れて,次式のように電離して, 水によく溶ける。 このと CIが水分子に囲まれて水和イオンとなる。 HCl + H2O → H3O+ + CI 参考 塩化ナトリウムが水に溶解するようす。 「分子動力学」 というシミュレーションに基づき, NaCl の結晶の溶解の過程 を推測できる。 NaClを水に入れた瞬間 1.6 x 10-12 秒後 -N C 7 5.6 x 10-12 秒後 が水和しているよ 図はシミュレーションした結果を画像化したもので, イオンの水和と溶解 さが示されている。 はじめに, CI が水和し、 次に Na がわかる。 このように観測することが難しい現象などを すことで,視覚的にとらえ, 分析することができる。 シミュレーション

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