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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?

gooドクター

A 回答 (5件)

>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。
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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。
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>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?
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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

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。
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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

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。
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