![](http://oshiete.xgoo.jp/images/v2/pc/qa/question_title.png?e8efa67)
(2)がわかりません
何がわからないかと言うと解説の
コイルに流れている電流はE/Rより
1/2L×(E/R)^2のエネルギーが溜まっている
このエネルギーが全てコンデンサに回った時最大となるので1/2CV^2= 1/2L×(E/R)^2 が成立
ゆえに求めるVは....
という部分です
コンデンサには電位差Eが生じているからもともと1/2CE^2のエネルギーを持っているのではないか、なぜコンデンサのエネルギーは0で計算しているのかという疑問が出来てしまっています
私の何が間違っているのでしょうか
教えてください
![「(2)がわかりません 何がわからないかと」の質問画像](http://oshiete.xgoo.jp/_/bucket/oshietegoo/images/media/4/542893128_5ddcfc9e66034/M.jpg)
A 回答 (4件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.4
- 回答日時:
スイッチを閉じたままで十分時間が経過すればコイルの電流変化は収まるので、Lの自己誘導起電力が0になる
このとき、B→A→コンデンサ→Bというループをたどることを考える
AとBは電位が等しいから、(キルヒホッフ的に考えて)コンデンサに電位差はないということになります
または、コイルとコンデンサは並列の関係ですから、両者の電圧は等しい
したがって、コイルの電位差が0ならコンデンサの電位差も0
と考えても良いです
ちなみにスイッチを閉じた状態で、Rには電位差Eがかかっているという事になります。
定常状態ではコンデンサに電流が流れない ということを間違ってRに電流が流れない と誤解してはいませんか?
No.2
- 回答日時:
質問者さんは高校生ですか?
高校物理で、コイルの自己誘導エネルギーを習うのでしょうか?
もし習うのなら、それを
U = (1/2)LI^2 ①
と習うと思います。
問題の場合には、スイッチを開く直前には、コイルは定常状態になっていて「ただの導線」ですから電圧はゼロで、従って回路は「電池→コイル(ただの導線)→抵抗→電池」で構成されます。流れる電流は、回路の構成から
I = E/R
になっています。
このとき、コイルと並列につながっているコンデンサの電圧もゼロです。従って、コンデンサーに電荷は充電されておらず、その静電エネルギーはゼロです。
これは分かりますよね? まったく電圧ゼロで電荷を蓄積していないのですから、静電エネルギーもゼロです。
もし電荷を充電していて電圧があれば、それは「ただの導線」であるコイルを通して放電してしまいます。
このスイッチを開く前の「定常状態」を想像できないといけません。
定常状態では、「コイル」はただの導線、「コンデンサ」はただの「ちょん切れた導体板」と考えるのです。
交流ではそうはいきませんが、「直流」の定常状態(何らかの過渡変化から「十分時間が経った状態」)ではそのように考えます。
大学の物理で、コイルやコンデンサの過渡変化そのものも「微分、積分」を使って記述できればすべての過渡変化が解けますが、高校物理では微積分を使わない(使えない)ので、そういった「定常状態」しか扱いません。
No.1
- 回答日時:
コイルにE/Rの電流が流れているとき、コイル自体は電圧降下がありません。
定常状態になるとコイルのインピーダンスは0となり、単なる導線となるのです。
つまり、コンデンサ両端にかかる電圧は0なのです。
電圧Eは全て抵抗の電圧降下になります。
コンデンサにかかる電圧が0であることからこの時点でコンデンサが蓄えているエネルギーも0なのです。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 下図のグラフについてですが、①グラフの面積がコイルのエネルギーを表すことからおそらく縦軸はコイルでの 2 2023/07/22 17:57
- 物理学 (2)コイルの位置での磁束密度の大きさと向きを求めよ、ただし、コイル内では磁束密度の大きさは場所によ 1 2023/05/07 01:40
- 物理学 平行板コンデンサに誘電率ε1を持つ誘電体1と誘電率ε2を持つ 誘電体2を隙間なく詰める。極板の面積を 1 2023/08/10 22:46
- 物理学 写真の赤線部では交流回路でのコイル、コンデンサーはそれぞれ (電圧の実効値)=(リアクタンス)×(電 4 2023/07/28 16:00
- 物理学 電磁気学のポインティング・ベクトルの物理的意味。 7 2023/01/14 21:22
- 物理学 モーターについて考えています。 6 2022/12/28 20:07
- 工学 送電線の力率改善に関する問題。 3 2022/05/24 00:03
- 物理学 f=∂U/∂δ になる説明をして欲しいです。 全く別の話かもしれませんが、コンデンサの極板間引力はQ 1 2023/06/10 20:48
- 環境・エネルギー資源 政府がエネルギー政策の指針となるエネルギー基本計画を閣議決定した。 最大の焦点だった原子力発電所につ 1 2022/10/18 01:17
- 物理学 高校物理電磁気で質問です。コンデンサーが含まれる回路などの説明で教科書に、「等電位」とか「電位差」っ 7 2023/02/25 17:34
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
コンデンサー 極板間隔1/4の金属板
-
対地容量について
-
RC並列回路(直流)の微分方程...
-
人体の誘電率とコンデンサ容量
-
このコンデンサの電気量が0に...
-
電解コンデンサの放電、理論値...
-
誘電率は、なぜ比誘電率で表し...
-
コンデンサで損失するエネルギー
-
漏洩電流の理論値
-
コンデンサについての問題で質...
-
モーターに入っているコンデン...
-
以下のような電磁気学の現象に...
-
安全にコンデンサを放電させる...
-
倍電圧整流回路について
-
コンデンサ(C)と抵抗(R)が直列...
-
定格電圧とはどういう意味ですか?
-
電圧があるのに電流がない状態...
-
インバーター
-
弱くなってしまった磁石を復活...
-
電磁学の問題《磁気:ソレノイ...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
電解コンデンサの放電、理論値...
-
コンデンサの無極性化
-
コンデンサの公式についてなの...
-
安全にコンデンサを放電させる...
-
モーターに入っているコンデン...
-
漏洩電流の理論値
-
RC並列回路(直流)の微分方程...
-
雑音防止コンデンサについて
-
コンデンサのサイズ
-
誘電体が2つ重なった場合の誘電...
-
電気回路における、コンデンサ...
-
コンデンサに金属板を挿入した...
-
真空に置かれた面積S、間隔dの...
-
誘電体に働く力がわかりません
-
学校で「なぜコイルは微分、コ...
-
人体の誘電率とコンデンサ容量
-
誘電率は、なぜ比誘電率で表し...
-
家電製品の解体
-
人体の静電容量
-
高校物理コンデンサー
おすすめ情報