直流回路のコイルやコンデンサーの(消費電力)(=(電流)×(電圧))は、恒等的に0なのでしょうか？

直流回路のコイルやコンデンサーの(消費電力)(=(電流)×(電圧))は、恒等的に0なのでしょうか？

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/01/22 08:16

>d/dt(コイルの磁気エネルギー)=(電池の供給電力)-(抵抗の消費電力)

>という形になりますが、
>コイルの消費電力は考慮しなくて良いのでしょうか？

この「消費電力」が
コイルにかかる電圧×コイルに流れる電流
の意味なら
消費電力=(d/dt)コイルの磁気エネルギー
です。

コイルが理想的なコイルではなく、巻線抵抗を持ち
巻線抵抗の消費電力を「コイルの消費電力」としているなら、
その通りですね。

No.4 回答者： endlessriver 回答日時： 2021/01/21 22:36

失礼しました。

どのような条件でも、Cの内部には電流（電荷の移動）は無く、
Lの内部には電圧（電界）は無いので、消費電力はありません。

なお、直流でないときは、Cの端子に流れる電流や、Lの両端に
加わる電圧はあります。

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/01/21 09:54

>恒等的に0

直流回路？　なんかもやっとした不鮮明な質問ですね。

例えば、コイルと抵抗が直列に繋がっていて
その両端に電池をつなぐとどうなるかというと

電流はゼロからだんだん増えてゆきます。この時ちゃんと消費電力が
あって、送り込まれたエネルギーはコイルの電磁エネルギーとして
コイル周辺の磁場に蓄えられます。

電流はしばらくすると一定になり、コイルの両端の電圧はゼロに
なるので、エネルギーの流入は止まります。

コンデンサと抵抗が直列に繋がっていて
その両端に電池をつなぐ場合は
最初から電流が流れて、コンデンサに対して消費電力が生じ
送り込まれたエネルギーはコンデンサの電磁エネルギーとして
コンデンサの中の電場に蓄えられます。

電流はしばらくすると止まり、エネルギーの流入は止まります。

コイルとコンデンサの消費電力はこんな感じですが、

コイルとコンデンサはエネルギーを消費せず蓄えるので
「交流回路」ではエネルギーを蓄えることと放出することを
繰り返すだけで交流の１周期という期間でみるとエネルギーを
消費しません。

つまり普通恒等的に0というのは交流での話です。

それとも、ひょっとして、上の例で十分時間がたった後の
定常状態での話？

この回答へのお礼

過渡状態の話ですね。

例にあげられた回路の場合，
エネルギー収支の式は
d/dt(コイルの磁気エネルギー)=(電池の供給電力)-(抵抗の消費電力)という形になりますが、
コイルの消費電力は考慮しなくて良いのでしょうか？

お礼日時：2021/01/21 19:40

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2021/01/21 06:53

そうです。

Lでは V=0、CではI=0 なので、いずれも VI=0 です。
なお、交流でも消費電力は０ですが、その理由は少し
面倒です。

この回答へのお礼

定常状態ではなければ消費電力はあるのでしょうか？

お礼日時：2021/01/21 19:35

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/01/20 22:36

直流では、

理想的なコイルやコンデンサーでは、電力消費はありません。
理想的ではない場合は、
コイルは巻線抵抗で、コンデンサーは漏れ抵抗で、
それぞれ電力消費が起こります。