(2)，(3) 消費電力の時間平均の式はこれは公式ですか？ セミナーという教材にのっていなかったのですが、、

(2) 振動電流の最大値は何Aか。 [ 100V 552. 変圧器と送電 発電機で発電した実効値100V 10.0 Aの交流について、 変圧器で電圧を変え、送電線で送電す ることを考える。 変圧器の一次コイルの巻数は300回、二 次コイルの巻数は600回であり、一次コイルに発電機、二次 5 コイルに送電線が接続されている。 送電線の抵抗値は一次 10.0A 変圧器 2000円 二次 20.0Ωである。 変圧器では、電力は失われないものとする。 コイル コイル (1) 二次コイルに生じる電圧の実効値と、 流れる電流の実効値はいくらか。 (2) 送電線で消費される電力の時間平均はいくらか。 (3) 二次コイルの巻数を6000回にしたとき、送電線で消費される電力の時間平均はい くらか。 282 章 磁気

20-19 電流が流れ込んでくる側がマイナスになっているのはどうしてですか？プラスになると思いました

出題パターン 71 ダイオードと交流回路 最大電圧がE の交流電源 Ee, ダイオ ード D1 D2 および、 電気容量がともに Cのコンデンサー C1, Ca を使って 図 このような回路を組んだ。 ND D1, D2 は図の矢印の向きには電流を 流すが、その逆向きには電流を流さない。 よってDi, D2はスイッチの役目を果た Rを流れ す。 01. Ee 本 DI Dz 中 このとき、十分時間が経った後に、C にかかる電圧はある一定値に収束する。 *NO その値を求めよ。 C2

ローレンツ力の分野です。（3）の解説の説明の交流電圧の角周波数が円運動の角速度と等しくなっていれば〰︎とあるのですがなぜそうなるのかわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

【3】 正の電気をもつ質量の荷電粒子を加速する ことを考える。いま、半径 R,厚さの中空で半円 形の電極 AとBを図のように距離だけ離し、平面 上に置いた。ただし、厚さと距離はいずれも半 径Rより十分小さいものとする。2つの電極には図 の真上から見た図に対して紙面を裏から表に貫く方 向に磁束密度の大きさ B の一様な磁場がかかって いる。2つの電極ではさまれた領域 (Cとする) には 磁場はないものとする。電極AとBの間には交流 電圧V(f)=Vcos.ℓ,f が加わっており,t=0のと 真上から見た図) C A B P Be Bo /装置の\ 断面 CB 8E き、電極Aが高電位とする。 また領域Cの電場は一様とみなせるとしよう。 ABU Q FK この装置によって荷電粒子が加速されるようすは次のとおりである。 時刻 f=0 に電極 Aの右端の点Pに荷電粒子を置くと電圧V によって加速され、 電極 B に入る。荷電粒 子が2つの電極間の距離を移動する時間は十分短く、その間電圧は一定とみなせるもの とする。電極 Bに入った荷電粒子はローレンツ力を受けて円運動を行い,領域Cに達す るが、電極内の移動時間は領域を通過する時間に比べて十分長い。したがって、この 間に交流電圧の位相が180°変化していれば荷電粒子は再び電圧V によって加速され、 電 極Aに入って円運動を行い、領域Cに達する。 このように電極 A, B内で円運動した荷 電粒子は領域Cを通過するたびに加速をくり返す。以上を考慮して次の問いに答えよ。 (1) 時刻 f=0 電極 A の右端の点P に置かれた初速度の荷電粒子が電極 B に入ると きの速度を求めよ。 (2) 電極 Bに入った荷電粒子が行う円運動と円運動の向き(時計回り、反時計 回り)を答えよ。 (3)(2)の荷電粒子が電極 B内を通過する時間および領域Cに到達した荷電粒子を再 Vで加速するために必要な交流電圧の角周波数」をそれぞれ求めよ。 (4)(3)の荷電粒子が領域Cを通過して電極Aに入るときの速度 #27 電極 A内での円運 動の半径 および電極A内を通過する時間をそれぞれ で表せ。 (5)ここまでの考察により, 荷電粒子は領域Cを通過するたびに電圧Vでどんどん加速 されるが,加速に伴って電極 A, B内での円運動の半径がどんどん増大してしまい 荷電粒子が到達できる速度の上限が電極の大きさに依存してしまう。そこで,荷電粒子 の円運動の半径を保ったまま加速するには磁束密度の大きさと交流電圧の位相をどのよ うに制御すればよいか、答えよ。

オームの法則の問いで なぜ、並列回路で電圧を求めるときに抵抗が6を使用されているのかを教えて欲しいです よろしくお願いします

オームの法則 並列 エニーメー xとyを求めよ。 ていこう 60 20.3A 147132 正炭メー 並列では枝分かれした電流の和が もとの電流になるので 6Ωの抵抗に流れる VRI=OXB 炭水 YV 60 1.2V A 0.5A 電流 x = 0.5-0.3 =0.2A 電圧電流抵抗 0.3A = 0.2 x 6 =1.2V 並列では電圧は同じなので 抵抗XΩ 0.2 A X= 電圧 電流 =1.2 =4Ω + 0.3 0.5A 直流と交流 の形状 直流 直流電流 Ⅰ 大文字 交流 交流電流i 交流電圧 v 小文字 直流電圧 V (AC : alternating current) (DC: direct current) 電流・電圧 + 電流・電圧 時間t 時間

1階と２階にあるどちらのスイッチを操作してもLED電球を点灯、消灯できる回路図を教えてください。電源は交流電源です。

この問題の⑵から⑸がわかりません！ 誰か解答解説お願いします！

4 次の [1] [II] に答えなさい。 [1] 秋さんは、授業で学習した消費電力について、家庭で使っている電気器具を調べることにした。 一人では心配なので先生に話を聞きながらまとめることにした。 まず。 秋さんは、自宅で使っている電気ケトルの性能について考えることに した。 右の図1は、電気ケトルに書かれていた表示である。 電気ケト ルは、少量の湯を短時間で沸かすことができる電気器具である。 電気 ケトルの内部には電熱線があり、スイッチを入れると水があたたまる 構造になっている｡ほかに、毎日使うオープントースターには消費電力 900Wと表示されてい 【先生と秋さんの会話】 先生 理科の実験では直流電源装置を使ったけれど 家庭の電源は交流です。 秋さん:そうですね。 家庭に供給されるのは交流電流で、電圧 Ⅱ オープントースター は100Vだと思います。 また、 家庭内の電気配線は、電 電気ケトル 気器具が並列になるように接続されていると思います。 図I 定格電圧 100V 定格周波数 50 60Hz 定格消費電力 1200W 最大容量 0.8L 先生 その通りです。 秋さん: 家で電気ケトルとオープントースターは、毎朝使って いるんですが 2つの電気器具を図のように延長 コードにつないでもいいのでしょうか。 先生 そんなつなぎ方をしては危ないよ。 延長コードの表示 には｢合計 1500Wまで」 と書いてあるでしょう。 電気 ケトルは1200Wで, オープントースターは 900Wと表 示されていたよね。 延長コードを使っても並列に接続され、つないだ電気器具の電力 の合計が表示をこえると、 延長コードが過熱して, 火災になる危険があるんだよ。 秋さん: えっ、そうなんですか｡ 「タコ足配線は危ない」 ってよく聞くけれど､ 2つくらいの 電気器具だったら大丈夫だと思っていました。 /cov bicy 12 A 50 かいてみると分かりやすいよ。 先生: それが大丈夫とは限らないんだ｡ 図Ⅲのような回路図に は抵抗で は 交流電源だよ。 回路図Aは電気ケトルだけを接続した場 合で、 回路図Bは電気ケトルとオープントースターを接 続した場合だよ｡ では、回路図AとBの抵抗や電流の大 きさはそれぞれどうなるか考えてみよう。 図Ⅲ A コンセント 延長コード (合計 1500Wまで) X+ B ZPOV AA (1) 図Ⅲの回路図 A. Bの抵抗と電流の大きさについてまとめた秋さんのあとの文中の @ b に入れるのに適している語をそれぞれ次のア、イから一つずつ選び､記号を○で囲みな さい。 ア 大きく イ 小さく 【秋さんのまとめたこと】 回路図Aは電気ケトルだけなので直列回路 回路図Bは2つの電気器具をつないでいるので 並列回路である。よって､回路全体の抵抗を考えた場合､回路図Aよりも回路図Bのほうが @ なるということは,点Xに流れる電流に比べて点Yに流れる電流は なる。 家 庭内の電気配線では, 電気器具が並列に接続されるので、接続される電気器具が多いほど回路 全体の抵抗がなり電流が ⑤ なるから危険なのである。 (2) 図の回路図Bの全体の抵抗の大きさは何Ωであったと考えられるか 小数第1位まで求めな さい。 ただし、回路に接続されている電源が交流電源であっても、回路全体の抵抗の求め方は直 流電源の場合と変わらないものとする。 ⅡI] 電流回路と発熱量. 電流と磁界について 次の実験1.2を行った。 【実験1】 ・発泡ポリスチレンのカップに室温と同じ温度の水を100gずつ入れた。 図のような装 置を用意して、電熱線PQに電流を流して水の上昇温度を測定した。 スイッチ①だけを閉じ, 電熱線Pに 6.0Vの電圧を加えて、水をときどきかき混ぜながら1分ごとに水の温度を測定した。 このとき､電流計は15Aを示した。 次に、スイッチ② だけを閉じて電熱線Qも同様の操作を行っ て図Vのグラフの結果を得た。

電池とモーターと豆電球が直列に繋がれた回路を想像してほしいのですが、モーターは回転することによって誘導起電力が生じ、 電池と逆向きに電流を流そうとするため豆電球にかかる電圧はモーターを接続したときの方が電池とだけ接続したときよりも小さくなると思うのですが モーターが回転する... 続きを読む

電子回路についての問題です。回路に正弦波電圧変化を加えていて、ダイオードを理想ダイオードとして上の図の入力波形の各点それぞれにおける等価的回路を示し、出力電圧(Vout)、抵抗を流れる電流iを求める問題です。ただし、交流電圧の振り幅Vは、電池の電圧（Vo）の約3倍です。この... 続きを読む

図の回路に正弦波電圧変化を加えている。 ダイオードを理想ダイオードである (スイッチオンとスイッチオ フ)として、下図の入力波形の各点それぞれにおける等価的回路を示し、 さらに、 出力電圧 Vout 抵抗を 流れる電流を求めよ。 ただし、交流電圧の振幅Vは､電池の電圧 Vo の約3倍である。 3Vol /3vo 2 ハニ Vs Vout = 2Vo + 4Vo I= Y/ レポート3の際のダイオードと電池の向きと比べて、 ダイオードの向きが異なる、 電池の向きが異なる、 両 方とも異なる、のどれかひとつについて、 レポート3のように解答しなさい ov Trout W ん 9. VT 6) + i=0 Vone = vo 2 3 Vo 9 Vo T Vout Vout Vout 3Vol 3/1 Vo h= Vout 5 3Vo 1 Ji 5%o 2 = 3% 2 2 上記の回答を踏まえて、Voutとiの波形を描きなさい 3 volt Vount=2Vo 5 A or Vout ② ④ Q=1²²7 i=0 Vout = 0

37のスについて 解答でキルヒホッフ第2の法則を用いていますが、どこの閉回路についてなのでしょうか？

さの方向(Bの方向とPの運動方向の両方に垂直な方向) に大きさがの 端には起電力が生じる｡ このとき, Pの内部の電場の大きさは であり、 (イ) 力を受ける。 その結果, Pの片側は電子が過剰になって負に帯電しPの画 この電場から電子が受ける力の大きさはエ)である。 電場から電子が受ける力 と電子に働く (イ) 力はつりあうと考えてよいので、V=(オ)が得られる。 (2) 次にSが閉じている場合を考える。 Pの支えをはずすと同時に, P, Q に初速度 での間, PとQは速さ uo の等速運動を行った。 このときQが1秒間に失う位置エネ uo を与えるようにQを鉛直方向に引きおろしたところ, Pがレールの端に達するま 秒間にRで発生する熱量は() となる。 等速運動では, P, Qの運動エネルギー ルギーは (カ) である。 また. この運動中, R の両端の電位差は (キ)であり,1 (秋田大) が変化しないことを考慮すると, uo は (ケ) となることがわかる。 212 図に示すように電圧e [V] の交 電源電圧 E〔V〕 の直流電源E, 抵抗値がそれぞれ R [Ω], R2 〔9〕, a R3 [Ω] の抵抗 Rs, R2, R3, 電気容量 C [F] E のコンデンサー C. 鉄心に巻かれたコイル (37 鉄心 R₁ Sis INT R₂ S₁ S₂ S, コイル2 12.0 コイル1 1とコイル2およびスイッチ S1,S2, S3, S, で構成される回路がある。ここで, コイル 1, コイル2および電源の抵抗は考えな いものとする。また,コイル1の自己インダクタンスをム [H], コイル1とコイル 2 の相互インダクタンスを M [H] (M> 0) とする。最初, コンデンサーには電荷がな く,すべてのスイッチは開いた状態にあるとして,以下の文章中の を埋めよ。 なお,図中で電圧 e, E, v1, v2 と電流 is, i2, is の正方向はそれぞれに付けている矢印 により定義する。電圧の矢印は矢の根元に対する矢の先端の電圧を表し,例えば図の 電圧eは, a点の電位がb点の電位より高いと正である。 電流は, 矢印の方向に正電 荷が移動している場合を正とする。 (1) スイッチ S と S3 だけを同時に閉じた。 このとき抵抗R に流れる電流は, [ア][A] である。コンデンサーのスイッチ S3側の極板の電荷をqとすると, q は (イ) [C] である。 gが微小時間 ⊿t[s] の間に 4g 〔C〕 だけ変化するとすれば、 コンデンサーに流れる電流はこれらを用いて,(ウ) 〔A〕 と表される。 交流電源 の電圧が, e=Eosinwt で与えられるときは (エ) 〔A〕 と求められる。ただし, E〔V〕 およびω 〔rad/s] は定数, t [s] は時間である。 交流電圧 Eosinwt の実効値 は (オ) [V] , 周波数が60 [Hz] の電源の場合, ω は (カ) [rad/s] となる。 (2) 次に, スイッチ S と S3 を開いてからスイッチ S2とS を同時に閉じたところ、 コイルに流れる電流 is は徐々に増加し, しばらくすると一定の値になった。 なお, コイル2の端子c, d には何も接続していない。 電流が微小時間 4t 〔s] の間に ⊿is 〔A〕 だけ変化したとき, コイル1の両端に生じる電圧 vi は, (キ) [V] で, 図 の電圧v2 は (ク) 〔V〕 である。 このように, コイル1によってコイル2に電圧が (A) で, 電流はえを用いると (サ) [A] である。 また､このときの電圧 2 は 生じる現象は (ケ) とよばれる。 電流が一定の定常状態では、電流は [V] である。 is 04 (A) 11:28, 10, 12(V), BE P その後, スイッチ S は閉じたままスイッチ S2を開いたところ､電流は徐々に 減少した。 この電流の は (セ)[V] である。 (長崎大) 内部抵抗が無視できる電圧E [V] の 直流電源 E, 抵抗値R [Ω] の抵抗 R, 自 己インダクタンスL[H] のコイルL 気容量がC〔F〕 のコンデンサーCからなる図1 (38) の回路について,以下の問いに答えよ。 ただし, 初期状態では、スイッチは中立の位置bにあ コンデンサーは帯電していないものとする。 り、 また, 抵抗に流れる電流 IR 〔A〕 およびコイルに流れる電流 [A] は、図1の矢印の とする。 1 向きを正の向きと (1) 初期状態から, Sをaに接続した直後に, 抵抗に流れる電流 IR [A] を求めよ。 (5) (2) コンデンサーの極板間の電圧V[V] [V] になったときの電流 IR [A] を求めよ。 ・t 175/1 (③) 十分に時間が経ったときの電流 IR [A] を求めよ。 (4) 電流 IR 〔A〕 と時間 t [s] の関係を表すグラフはどれか｡ 図2の①〜 12 のうちから 正しいものを一つ選べ。 ただし, Sをaに接続したときを t=0 とする。 20 6 t R M W 9 10 0 C. OF 図1 -t LL 8 AM 12 第4章 電気と磁気 図2 (5) 十分に時間が経ったときのコンデンサーにたまっている電気量 Q [C] を求めよ。 (6) 十分に時間が経った後, Scに接続したとき、 コイルに流れる電流と時間 の関係を表すグラフはどれか｡ 図2の①〜 12 のうちから正しいものを一つ選べ。 た だし,Sをcに接続したときを t=0 とする。 (7) (6)における電流 [A] の最大値を求めよ。 (福井大) 演習問題 213

133 解説お願いします🙇

110 18 交流回路 (3)図2で、電圧の最大値はAの波形が 40V, Bが40 mVであった。 ただし, 図2でBは縦方向に拡大し ている。 電気容量Cの値はどれだけか。 (4) 図1のaとbの間にコイルを接続し、電源の電圧 を調整し (2) と同様な測定を行った。このとき,図 3のような結果が得られた。 ただし, 図3でBは縦 方向に縮小している。 電圧の最大値はAの波形が4 V, Bが10Vであった。 自己インダクタンスLの値 はどれだけか。 (5) 図1のaとbの間にコンデンサーとコイルを直列 に接続した。このときの共振周波数はどれだけか。 (6) 図1のaとbの間に抵抗, コンデンサー, コイル を直列に接続した。 交流電源の周波数を共振周波数 に合わせ、電源の電圧の最大値を10V に調整した。 このときab間に接続した抵抗, コンデンサー, コ イルで消費される電力の時間平均値はそれぞれどれ だけか。 ILA EE 0 0 庄 33. <LC並列回路> 図1のように抵抗値Rの抵抗R, 自己インダクタンスLのコイルL 電気容量CのコンデンサーCと交流電源EおよびスイッチSからなる 回路がある。 コイル内の抵抗は無視できるものとする。 〔A〕 スイッチSをつないでいない場合, cd間に実効値 Veの交流電 圧を与えたところ, ac間の電圧とab間の電圧が等しくなった。 (1) 交流電源の交流電圧の最大値を求めよ。 (2) ac間の電圧の実効値を求めよ。 (3) 交流の周波数を求めよ。 [B] スイッチSをつないだ場合, cd間に周波数fの交流 電圧を与えたところ, bに対するaの電位の瞬時値 Vab は図2のように時間とともに変化した。 (1) コイルLを流れる電流の瞬時値の実効値 を求 めよ。 (2) コンデンサーCを 流れる電流の瞬時値 Icの実効値 Ice を求 7 0 0 Vabt Vo 0 - Vo Ich Icm 0 0.01 - Icm 図2 0.01 図3 (10 大阪教育大 C 図2 0.02 時刻 (s] L 0.02 時刻 [s] b ~ めよ。 (3) Veb の時間変化に um 対するおよびIc 図3 図4 の時間変化をそれぞれ図3および図4に示せ。 ただし, それぞれの電流の最大値を Im および Icm とし, 横軸の目盛りは図2と同じものとせよ。 4 位相差 の何倍か。 (5) 図1の自己インダクタンスLを別の値L'に変えたところ、 抵抗Rに電流が流れなくな った。 L'を求めよ。 〔09 愛媛大改) 134.交流電流とリアクタンス> 図1のような電圧と角周波数を設定できる交流電源を用意した｡ AB間に は、 抵抗 コンデンサー, コイルなどを接続する。 交流電源の電圧を VtVasinwt, 抵抗の抵抗値をR, コンデンサーの電気容量を C, コイル の自己インダクタンスをLとして次の各問いに答えよ。 時刻を角周波数とし, 導線の抵抗やコイルの内部抵抗は 無視できるものとする。 作図は, (2)~(4) について角周波数とリアクタンスの図1 交流電源 定性的な関係がわかるように、1つの図(図3) の中に表せ。 なお, nを整数とすると, sin (nat) および cos (nwt) の1周期にわたる時間平均は0である。 (1) AB間に抵抗をつないだとき, 回路に流れた電流はI(t) =Lsinwt であった。 (a) を VoとRで表せ。 (1) (2) (3) (b) 電源のする仕事率 (電力) の, 1周期に わたる時間平均を求めよ。 (2) AB間にコンデンサトをつないだとき, 回路に流れた電流はI(t) = Isin (wt+p2) であった。 (a) を Vo, C, w, 2の値を求めよ。 (b) コンデンサーのリアクタンス X を求め, リアク 1) タンスと角周波数の関係を実線で図示せよ。 ア (c) 電源のする仕事率の, 1周期にわたる時間平均タ を求めよ。 また, その値の物理的意味を述べよ。 18 交流回路 (3) AB間にコイルをつないだとき, 回路に流れた電 流はI(t)=Issin (wt+ps) であった。 ス C 20 offmo 図2 AB間に接続する素子など ((1) ~ (5)) C (5) ofthe 角周波数 α 図3 (a) Is を Vo, L, w で表し, の値を求めよ。 (b) コイルのリアクタンス X を求め, リアクタンスと角周波数の関係を破線で図示せ よ。 発展(4) AB間にコンデンサーとコイルを直列につないだ。 (a) リアクタンスの大きさ|X|と角周波数の関係を太い実線で図示せよ。 (b) リアクタンスの大きさが最小値をとる角周波数 を求めよ。 発展 (5) AB間に抵抗とコンデンサーとコイルを並列につないだとき, 回路に流れた全電流は I(t)=Issin (wt+ds) となった。 Is と tan Φs をそれぞれ Vo, R, C, L, ω のうち必要なも のを使って表せ。 [08 東京医歯大 改) 111 TI