No.3ベストアンサー
- 回答日時:
R・i1+r・i3=E・・・・・(1)
q/C=r・i3・・・・・(2)
i1=i2+i3・・・・(3)
(1)(2)(3)の式からi1を解くと、
τ=C・R・r/(R+r)に成ります。
参考に
i1=E/(R+r)・{1+ε^-(R+r)t/(CRr)}
この回答への補足
はじめまして、回答どうもありがとうございます。
確かに計算したら仰っている値になりました。
しかし、時定数が
C*R*r/(R+r)
になると言うことは、「電源、抵抗R、コンデンサC」のみのの直列接続のときの時定数、CRよりも小さくなりますが、それはコンデンサの充電時間が短くなるということですよね?
参考書には「充電時間は長くなる」との記述になっていたのですが、設定がおかしいのでしょうか?
遅ればせながらですが、回路図としてはこんな感じです(見難くてすみません)
――抵抗R――――――
| | |
| | |
| | |
| コ |
| ン |
電 デ 抵
源 ン 抗
E サ r
| C |
| | |
| | |
――――――――――――
「抵抗rが無い」場合よりも「抵抗rが有る」場合の方が充電には時間がかかると思うのですが、計算するとC*R*r/(C+R)に確かになりますね。
頭がこんがらがってきました(笑
(コピペですみません)
回答どうもありがとうございます。
確かに、計算するとC*R*r/(C+R)になりました。
しかし、コンデンサに平行な抵抗が入ると時定数が小さくなる(充電時間が短くなる?)と言う疑問がまだ残ったままです。
「この回答への補足」に補足質問をさせていただいたので教えていただけると幸いです。
No.4
- 回答日時:
電源Eが電圧源として、r,R,Eをひとつの等価回路としてまとめると、
1. E・r/(r+R)の電圧源
2. rとRの並列抵抗
が直列になった等価回路になります。
で、2.の等価抵抗とCでできる時定数ができて、これはCRより短くなります。
そうですね。電源の値もr/(R+r)倍されるので、時定数が小さくなっても充電時間は増加しそうです。
ちょっと僕が勘違いしてたみたいです。ありがとうございました。
No.2
- 回答日時:
いくつか解法はありますが、たとえば下のような解き方もあるかと。
R,C,rの回路で周波数wでのインピーダンスを求めると
Z
=R+(1/(jwC+1/r))
=(r+R+jwCrR)/(1+jwCr)
=(r+R)・(1+jwCrR/(r+R))/(1+jwCr)
=(r+R)・(1+jwτ1)/(1+jwτ2)
という形になり、
回路としては二つの時定数 τ1=CrR/(r+R)、τ2=Cr
を持つことになるかと。
この回答への補足
はじめまして、回答どうもありがとうございます。
確かに計算したら仰っている値になりました。
しかし、時定数が
C*R*r/(R+r)
になると言うことは、「電源、抵抗R、コンデンサC」のみのの直列接続のときの時定数、CRよりも小さくなりますが、それはコンデンサの充電時間が短くなるということですよね?
参考書には「充電時間は長くなる」との記述になっていたのですが、僕の設定がおかしいのでしょうか?
遅ればせながらですが、回路図としてはこんな感じです(見難くてすみません)
――抵抗R――――――
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| コ |
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電 デ 抵
源 ン 抗
E サ r
| C |
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「抵抗rが無い」場合よりも「抵抗rが有る」場合の方が充電には時間がかかると思うのですが、計算するとC*R*r/(C+R)に確かになりますね。
頭がこんがらがってきました(笑
(コピペですみません)
回答ありがとうございました。
C*R*r/(C+R)には辿り着きました。
僕はまだほぼ素人のようなものなので、わからないことだらけですが、
大変参考になりました。ありがとうございます。
No.1
- 回答日時:
はじめまして。
久しぶりに電気回路の問題を解くので自信はありませんが。。。
電源圧をE、コンデンサの電位差をVとするとコンデンサに流れる電流は
C*dV/dt
で、コンデンサと並列な抵抗に流れる電流は
V/r
となりますので
E - R*(C*dV/dt+V/r) -V = 0
という(微分)方程式を得ることができます。これを変形すれば
dV/dt = E - ((1/R+1/r)/C)*V
となりますので、時定数はたぶん
τ = C*R*r/(R+r)
となると思います。
この回答への補足
はじめまして、回答どうもありがとうございます。
確かに計算したら仰っている値になりました。
しかし、時定数が
C*R*r/(R+r)
になると言うことは、「電源、抵抗R、コンデンサC」のみのの直列接続のときの時定数、CRよりも小さくなりますが、それはコンデンサの充電時間が短くなるということですよね?
参考書には「充電時間は長くなる」との記述になっていたのですが、設定がおかしいのでしょうか?
遅ればせながらですが、回路図としてはこんな感じです(見難くてすみません)
――抵抗R――――――
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| コ |
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電 デ 抵
源 ン 抗
E サ r
| C |
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――――――――――――
「抵抗rが無い」場合よりも「抵抗rが有る」場合の方が充電には時間がかかると思うのですが、計算するとC*R*r/(C+R)に確かになりますね。
頭がこんがらがってきました(笑
親切な回答どうもありがとうございます。
時定数なんてあまりよくわからないまま調べていたのですが、
微分方程式から出てくるものだったんですね。
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