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物理 高校生

(3)の解説の『C1の両端の電圧V1は、R2とR3による電圧降下の和 』という部分が理解できないので教えて頂きたいです。また、別の考え方でも解けるのであれば別解を教えて頂きたいです。

必解115)(コンデンサーを含む直流四) 抵抗 R,, R2, Rs,コンデンサー Cl, Ca, スイッチ Si, S2 および 電池Eからなる回路がある。R., R2, Rs の抵抗値はそれぞれ2R, 49, 68であり, Ci, Ca の電気容量はともに4uF, Eは起電力カが 12Vで内部抵抗が無視できる電池である。最初S; は開いており, S2 は閉じている。 (1) S, を閉じた瞬間に Re を流れる電流はいくらか。 (2) S, を閉じて十分時間がたったとき Re を流れる電流はいくらか。 (3) (2)のとき、C,に蓄えられた電荷はいくらか。 (4) 次に、S, とS2を同時に開き,十分時間がたった。 そのとき Cに加わる電圧はいくらか (5)(4)のとき、R,で発生する熱量はいくらか。 Ci が街の R2 光の3 らの条 こ S2 Ho R。 C2 える。 S」 "E 観測 図 ぞれ (東京重後1 2の ヒント 115〈コンデンサーを含む直流回路〉 ヒント)11 (1)「S」 を閉じた瞬間」→ コンデンサーは導線と考えてよい (2) 「S. を閉じて十分時間がたった』→ コンデンサーには電流が流れない (4) スイッチを開く前後で、 C」 と Caに蓄えられた電気量の和は保存される。 (5) スイッチを開く前後での静電エネルギーの変化量は, R.と R。 で発生する熱量に等しい。 (1) S,を閉じた瞬間には, Ci, Ca ともに電荷は0であるから C1, Ca に加わる 電圧はともに0である※Aや。よって, R2 を流れる電流を Ieとすると, E→C→R2→C2→Eの閉回路で 12=41z が成りたつ。ゆえに Ia=3A (2) 十分時間がたつと, Ci, Caには電荷がたまり, 電流が流れなくな る※B。このとき, Ri, R2, Rs には同じ大きさの電流が流れるので, これをI[A)とすると, E→R3- R2→R」→E の閉回路で を (3) 電 (4)b) (3)「Q=CV」 を用いる。 合※A Si を閉じた瞬間, 電 荷0のコンデンサーは導線と 同じ。 (1)電 用い の II 入で なる 導線 R。 12=21+4I+6I よって I=1A 1C2 (3) C」の両端の電圧 Vi は, R2 と R3による電圧降下の和だから Vi=4×1+6×1=10V よって, C」の電荷 Q. は Q=C.Vュ=4×10-6×10=4×10-5C (4) スイッチを開く前のC2の両端の電圧を Vzとすると, 前問と同様に II 導線 (2)電 I[F や※B 十分時間がたつと, コンデンサーは断線と同じ。 する V2=2×1+4×1=6V は - S, Szを同時に開いて十分時間がたつと, Ri, R2, R3 を流れる電 流は0となるので, Ci と C2に加わる電圧は同じになる※C←。これ をVとすると, 電荷が保存されるから C.V:+C2V2=(Ci+C)V 4×10-6×10+4×10-6×6=(4×10-6+4×10-6)V よって V=8V (5) S1, S2 を開く前に C., C2に蓄えられていたエネルギーWは R」 R2 てい フの I 2式 w-cv+Gw 合※ C 4μF (3)「P 十分時間がたった後に, C1, C2に蓄えられてい るエネルギー W' は Qi ラフ Q2 の組 消費 (4) 問 W' 4μF Ri. Rs で発生する熱量は, W-W'※D←であり, Ri, Ra は直列に接続され ているから, 発熱量の比は抵抗の比となる※E←。 ゆえに R」での発熱量は 一※D 減少したエネルギー が、2つの抵抗R」 と Ra で消 費される。 であ R (W-W)x- Ri+R。 の電 -(cm-a-(ccr) -(×4x10+×4x)-(伝×4×8+×x8 R」 ;X 介※E 抵抗での消費電力P は P=IV=RI? Ri+R。 (a) で 直列のときは電流Iが共通な ので,発熱量は抵抗に比例す 2 の =4μJ=4×106J 2+6 る。

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理科 中学生

中学生理科、交流について質問です。 もはや何がわからないのかもわからないくらい、ここのページが難しすぎます。どなたか分かりやすく説明していただけないでしょうか😵‍💫

「流れ,電流の向きは変わらない。このように,一定の 乾電池による電流は,+極から回路を通って一極に 直流の場合 交流の場合 ちょくりゅう 点きに流れる電流を直流という。発光ダイオードは, あしの長い方を+極,短い方を一極につなぐと点灯し, 逆向きにすると電流が流れず点灯しない。 単 図2 直流と交流のちがい 交流電源は電流の向きが変わるので,2個の 発光ダイオードが交互に点灯している。 こう こ →P.226 「交流」 発電所の発電機や交流電源装置から得られる電流で は、+極と一極が絶えず入れかわり,電流の向きが変 直流 電圧 化する。そのため発光ダイオードは点滅して見える。 このように向きが周期的に変化している電流を交流と いう。家庭のコンセントに供給されている電流は交流 てんめつ こうりゅう 0 である。 時間 交流の電圧の大きさは絶えず変化するため,オシロ スコープで交流電源の電圧を調べると,渋のような形 となって見える。1秒あたりの波のくり返しの数を周 波数といい,単位にはヘルツ(記号Hz)が使われる。 家庭に供給されている交流の周波数は, 東日本では 交流 電圧 + A しゅう はすう 0 50 Hz, 西日本では60 Hzである。 時間 > !まとめ 乾電池による電流(直流)の向きは常 図3 直流と交流をオシロスコープ(電圧の 時間変化を示す器具)で見たときのようす 交流の電圧は,絶えず大きさが変わっている。 に一定である。コンセントの電流(交流)の向きは周 期的に変化する。

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理科 中学生

中学生理科、交流について質問です。 もはや何がわからないのかもわからないくらい、ここのページが難しすぎます。どなたか分かりやすく説明していただけないでしょうか😵‍💫

生する熱のために, 電気エネルギーの一部は失われて 発電所から家庭に電気が送られるとき, 送電線で発 交流( しまう。そこで, 発電所からは電圧を大きく(電流を 小さく)して電気を送り出し, 熱の発生を小さくして いる。家庭のコンセントの交流は,送電のとちゅうで 変圧器によって電圧を下げて, 最終的に100 Vまた 5 は200 Vの電圧に変えたものである(図2)。 図1 柱上変圧器 変電所 50万 V.28万V +15万 V→6万6000 V→6600 V 家庭の電灯線 100 V. 200 V 発電所 50万 V, 28万V 「柱上変圧器 6600 V→100 V, 200 V 送電線 50万 V, 28万V 図2 発電所から家庭までの送電例 交流には,変圧器を用いて電圧を簡単に変え られるという利点がある。電力の損失の割合 が小さくなるように, 高電圧のままで送電し, 数か所の変電所で段階的に電圧を下げている。 学びを活かして考えよう〈書 プラス マイナス 家庭のコンセントに, +極, -極の区別がないの はなぜだろうか。 科学でGO! すごい!大陸 発展 柱上変圧器のしくみ 図1のような, 電柱の上にある箱のような物を見たことがありま すか。これが変圧器です。 変圧器は鉄しんと巻数の異なる2つのコ イルからできていて, 巻数の多いコイルに高い電圧の電流を流すと, 巻数の少ないコイルには, それよりも電圧の低い誘導電流が流れま 高圧 コイル 低圧 コイル す。こうして 恋圧聖で 鉄しん

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