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... 続きを読む

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

電磁気 （I）の考え方を教えてください

IS 図1のように、起電力E [V], 内部抵 抗r [Ω] の電池Dに内部抵抗rv [Ω]の電 圧計 V を接続した。 このときVが示す値 は、ではなく、 (1) [V]である。 そこで電池Dを, 図2のように, 電池 Eo, 抵抗線 AB, 検流計 G, 既知の起電力 Es [V] をもつ標準電池 Es およびスイッチ S, S2 を組み合わせた回路に接続した。 AB は太さが一様で,接点Cの位置は調整で き, AC間の抵抗値が読み取れるように なっている。 S, を開いたとき, AB に流れ る電流をI〔A〕 とする。 S を閉じ, S2 を① に入れた状態でGに電流が流れないよう にCの位置を調整したときのAC間の抵 抗値 Rs 〔Ω] は, Rs = (2) [Ω] となる。 次にS2 を ②に入れ、 再びGに電流が流 れないようにCの位置を調整したとき, AC間の抵抗値をR[Ω] とすると,Eは既 A 電圧計V a b E 電池D 図1 Eo C B G Jos Es ① S2 E 1 r 電池D 図2 02) 2

物理　電磁気の問題 （1）（ア）で答えが100=20（i1-i2）+8i1にならない理由を教えてください。

( 富山大) 116 図の回路で,E, E2は起電力100 Vと30Vの電池, R, R2, R はそれ 15Ω 20Ω, 8Ωの抵抗である。 電池の内部抵抗は無視できるものとす る。 R₁ 12 E2 150 30V R2 R 20Ω (1) E と を流れる電流を, 図の矢 印の向きにI [A], I2 〔A〕 とする。 次 の閉回路についてキルヒホッフの法 則を記せ。 802 h E 100V (ア) E→R→R→E (イ)E→→E→R→E (2) E, E2 を流れる電流の強さはそれぞれいくらか。 また. E を流れ る電流の向きは,図の左右どちら向きか。 (3) 3つの抵抗での消費電力の和Pはいくらか。 (4) E の供給電力 Qはいくらか。 (5) QP と一致しない理由を簡潔に述べよ。 (金沢工大+岩手大)

物理です。 これは発光ダイオードに電圧が加わっているけど電流は流れてないってことですか？点Cの電位がVとなる理由が分かりません。点Cと点Dで電圧が違うのですか？

問3 14 正解 ③ 15 正解 ④ 複数 14 発光ダイオードに電流が流れていない状態のとき,図ウのように, 20Ωの抵 抗と可変抵抗に同じ電流が流れる。 この電流の大きさをiとし,図ウの点Dに対する 点Cの電位(発光ダイオードに順方向に加わる電圧) を Vとする。 直流電源, 20Ωの -146- P: 電力 R V: 電圧,I: 電流, R: 抵抗値

20番の質問です 解答でQ=CV1なのでとありますが、なんでコンデンサーの両極間の電位はV1となるのですか？ 問題文では導体棒の両端に生じる電位差はV1とありますが、抵抗の両端での電位差は考えないのでしょうか？

26 酔 剣結本 問3 次の文章中の空欄 19 20に入れる式として最も適当なものを、 それぞれの選択肢のうちから一つずつ選べ。大 Sを閉じてから十分な時間が経つまでに、 外力がした仕事の大きさをW. 抵 抗で発生したジュール熱の大きさをJ とし,十分な時間が経ったときにコンデ ンサーに蓄えられているエネルギーをUとする。このとき,W,J,Uの間に の関係が成り立つ。また,外力がした仕事の大きさは、十分な 97051 時間が経ったときにコンデンサーに蓄えられている電荷を,導体棒の両端に生 じる電位差 V」に逆らって運ぶ仕事の大きさに等しくなる。 したがって抵抗で 発生したジュール熱の大きさは20となるように、体に入 は 19 19 の選択肢 ⑩ W+J + U = 0 W+J-U=0 8 ⑤ W+J = 0 W + U = 0 国保ちなが ちながする 体の電気抵抗 W-1-020 ②W-J+U = 0 ④W-J-U= 0 ⑥W-J=0 ⑧ W-U = 0 20 の選択肢 ① CV2 © CV2 ②1/12/CV3 3 ③ CV2 ④ ⑦ 2CV ⑧ 0 A 0

物理です。 なぜR3を流れる電流は-Iとして式を立てることになるのでしょうか。教えて欲しいです。

基本例題 50 キルヒホッフの法則 図のような電気回路があり,E=12.0V, E2=6.0V, R1=3.0Ω, R2=6.0Ω, R3 は可変抵抗である。 E1, E2の内 部抵抗は無視できる。 (1)R3がx [Ω] のとき, R3, R2 を左向きに流れる電流をそ れぞれ I, I'[A] として, キルヒホッフの法則から, ERRE の閉回路で成りたつ関係式を示せ。 249 解説動画 (2)同じようにして,E2R2RE2の閉回路で成りたつ関係式を示せ。 R2 H E2 P R3 Q 列 Ei (3) 上の2つの関係式から R3 を流れる電流Iを,xの関数として表せ。 脂針 (1)点Pにキルヒホッフの法則を適用して,R, に流れる電流をI と I'で表し,法則IIの 式を立てる。 (2) R3 を流れる電流は -Iとして式を立てることになる。 解答 各抵抗を流 I' E2 れる電流は R1 PI R2 図のように R3 なる。 I+I′ Q キルヒホッ I よって 6.0=6.01'-xI フの法則 I H Ei より,Rを流れる電流は (2) (1)と同様にして E2=R21'-RI (3) ① ×2-② より (6.0+3x)I = 18.0 よって 12.0=xI+3.0(I+I') =(3.0+x)I +3.0I' …① ・② 18.0 6.0 I+I' [A] よってI= 6.0+3x x+2.0 (1) キルヒホッフの法則Ⅱより E=RI+R(I+I')

（2）考えるとき、コンデンサーC1の左側に接続してるE2が正極で高電位だから+Q1、C1の右側を-Q1って置いたんですけど、これってダメなんですか？それで問題解くと（2）のキルヒホッフの式符号が違くなります

問題 93 電気量保存の法則 ② 次の文中の空欄にあてはまる式を記せ。 図のように、電圧V(V)の電池E と E2, 電 気容量 C(F)のコンデンサー C1 と C2, および スイッチSとS2を接続する。 はじめ, スイ ッチは開いた状態であり, コンデンサーは電 荷を蓄えていないものとして, 次の操作 I か らⅢを順に行う。 b1 .b2 lai E₁= -E2 物理 操作 Ⅰ スイッチS を a1, スイッチS2を2に順に接続した。 コンデンサー Cの右側の極板に蓄えられる電荷は,Q= (I) (C〕である。 操作 IスイッチSをbı,スイッチS2をbに順に接続した。このとき、コ ンデンサーC」の右側の極板および,C2 の左側の極板に蓄えられている電 荷をそれぞれQ,Q2 とすると,Q=Q1+Q2 である。一方,キルヒホッ フの第二法則より,VをQ1 Q2,Cで表すと,V=_(2)(V)である。Q Q2 を C,Vを用いて表すと,Q1 = (3) 〔C), Q2 =(4) 〔C〕である。 操作Ⅲ スイッチS1 を a1, スイッチ S2をa2 に順に接続したあと,スイッチ Si をbi, スイッチS2をb2 に順に接続した。 コンデンサー C の右側の極板 に蓄えられている電荷をC, Vを用いて表すと, (5) 〔C)であり, コン デンサーC2の左側の極板に蓄えられている電荷をC, V を用いて表す (6) 〔C〕である。 (1) このとき, 右側の極板には正の電荷 (解説) が蓄えられている。 コンデンサーC1 にかかる電圧はV[V] なので,蓄えられる電荷Q[C] E は,Q=CV[C] V 注時間について指示がない場合は,十分に時間が経過 したときを答える。 <愛媛大〉 Q i+Q (2) スイッチを切り替える前, C, の右側の極板およびC2の左側の極板に蓄え られている電荷は,それぞれQ=CV [C], 0 [C] である。 スイッチを切り替 えると,電荷が移動し, それぞれQ[C], Q2[C] となる。 Q1 Q2 を正と仮 定して、向かい合うCの左側の極板とC2の右側の極板に蓄えられている電 190

（2）で電気量保存則とキルヒホッフの法則つかって解く方法教えてください。Q1+Q2=0、V2-V1=0でV1=Q1/4.0μみたいな感じでやってみたのですが、連立して解くとQ2=0でV2も0になってしまいます。何が違うんでしょうか？

384 コンデンサーの接続■図で C, は電気容量 4.0μF の コンデンサー, C2 は同じく 8.0μFのコンデンサー, Sはスイッ チ,Eは電圧3.0×102V の直流電源である。 初め C1, C2 に電 荷はないとする。 (1) スイッチSをA側に倒し, C2 を充電する。 このとき, C2 に 蓄えられる電気量 Q2 [C] を求めよ。 B A S C1 :C2 E (2)次に,スイッチSをBに切りかえた。 C1 の両端の電圧 V1 [V] を求めよ。 He (3) 再びスイッチSをAに切りかえ, 充電した後Bに倒した。 C1 の電圧 V2 [V] を求め よ。 例題 74,390

電圧降下についてです。(２)の解説がよく分かりません。キルヒホッフ第2法則とは違うような気がしますがどういうことでしょうか？V1とV２を求めるところまでは分かります。最後の二文を教えてください🙏

432 電圧降下と電位 電圧計に直列に接続する (A), BF (A). Ab 2491-9 w 「考え方 (1) スイッチを開いているとき, 回路には電流が流れないので, 抵抗での電圧降下はない (2) スイッチを閉じているとき、回路には電流が流れるので,抵抗での電圧降下を考慮する必要がある。 (1) スイッチを開いているとき, 回路には電流が流れないので, 抵抗で の電圧降下はなく,抵抗の両端は等電位である。よって, 点 A,BのAED 電位は接地部分と等しく0Vである。 点Cの電位は,点Aの電位よ りも電池の起電力の分 (6.0V) だけ低いので, -6.0Vである。 注意 基準 (OV) のと TOROLA 答点A… 0V, 点 B 0V, 点C -6.0V (2) スイッチを閉じているとき, 回路を流れ 6.0 V り方によっては、電位は 負になることもある。 I る電流をI〔A〕 とすると, C 6.0= (10+20) よって, I = 0.20A V1V2- , これより, 10 Ω 20Ωの抵抗での電圧降 10Ω 下V1[V], V2 〔V〕は, RALC A 200 B OV Vi=10×0.20=2.0V, V2=20×0.20=4.0V 点Aの電位は接地部分よりも V1 だけ高いので, 2.0Vである。 点B,Cの電位は接地部分よりも V2 だけ低いので, -4.0Vである。スイッチを閉じると, 四点A... 2.0V, 点 B-4.0V, 点 C-4.0 V 点 B, Cは等電位になる。

キルヒホッフの法則です。 (1)でなぜ回答のような式が立つのか分かりません。 教えてください🙏

<発展例題 105 キルヒホッフの法則 図のように、4つの抵抗R (5.0 Ω), R2 (20Ω), R3(20 R₁ DR3 Ω), R4(30 Ω), 内部抵抗の無視できる起電力 8.0Vの電池, スイッチSからなる回路がある S B A (1)Sが開いているとき,点C,D の電位はそれぞれ何 VS か。 ただし, 点Bの電位を基準 (0V) とする。 R2 R4 D (2) Sを閉じると, CD 間に電流が流れる。 この電流の向き と大きさを求めよ。 8.0 V 考え方 (1)Sが開いているとき, R1 と R3, R2 と R4 はそれぞれ直列接続である。 (2) R1, R2, CD 間を流れる電流の向きを仮定して, キルヒホッフの法則を用いる。 解答 (1) Sが開いているとき, R1 と R3, R2 と R4 はそれぞ れ直列接続である。 直列接続では,各抵抗に加わる電圧の比が抵 抗値の比に等しいので, 点C, 点D の電位 Vc[V], VD[V] は, 補足 (1) 【電位差の関係】 ACB 間 5.0Ω 20Ω C 30 A. Vc=7 5.0+20 x8.0=6.4V,VD=20+30 x8.0=4.8V |─V1_|_V3─| C...6.4 点C... 6.4V, 点 D... 4.8V 1: V3=5.0:20 T.-i B