スイッチ切って十分時間後、C1に蓄えられてたエネルギーが全てR1に行くらしいのですが、なぜ下の閉回路

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スイッチ切って十分時間後、C1に蓄えられてたエネルギーが全てR1に行くらしいのですが、なぜ下の閉回路

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質問者：と.っこ
質問日時：2024/08/24 22:38
回答数：9件

kanta2006 · Accepted Answer

＞スイッチ切った後R1,C1の閉回路と、R2,C2の閉回路で独立して考える
というのは大学受験内でどの問題でもそのように解いて差し支えないのですか？

そういうの、どの問題でもそのように解いていいか？とか、丸暗記のように覚えても意味ないです。

この場合だったら、なぜ独立して考えることが出来るのか？というのを自分の頭の中で噛み砕いて理解出来るようになれば、人に聞かなくても見ただけで一瞬で判断出来るようになります。

他人に聞いたことを丸暗記では、その問題をどういう理屈の元で解けばいいのかを一瞬で判断出来るようになりません。

この場合だと、スイッチを切った後の電圧源はどこになって、その電圧はどこにかかるからどこに電流が流れるのかを考えれば、自ずと分かることです。

それを考える上では、No.3の回答者さんが書いていただいて図も一助になると思います。
これらの回路が等価であることが一瞬で頭の中で変換出来れば、スイッチを切った後の閉回路は、右側の黄色の四角と赤の四角のように別々の閉回路になり、緑の線の部分には電流が流れることはないということが分かるでしょう。

masterkoto · Answer

まだ解決しませんか
なら、次のように考えてみては
C1は下側がマイナス極の電池に置き換え
C2は抵抗R3に置き換えた回路で考えると
回路図上の導線は抵抗などをまたがない限り電位が変化しない
と言うことから、
電池下側にあるh型の導線の電位は
どこも電池マイナス極の電位と同じです
だとすると、回路図下側のループは
電池マイナス極→R3→R2→電池マイナス極
と言うループになっているのと同じで
電池プラス極に戻るループにはなっていないので、このループには電池の電圧がかからない→電池のエネルギーは供給されない
と言うことになります
これは、電池とR3を元に戻しても同じです

isoworld · Answer

図に書いたように、電流は（電位が低いほうに向かって）抵抗がより小さいところを流れます。抵抗がゼロだとすべての電流はそこを流れます。

himagene · Answer

>なぜ下の閉回路に影響を与えないのかわかりません。
スイッチを切ったからです。スイッチを切るとC1R1の閉回路とC2R2の閉回路が接触している回路ができます。しかし抵抗同士を繋ぐ導線とコンデンサ同士をつなぐ導線は、一本の導線で繋がっています。これは、独立した二つの閉回路が一点で接触しているものと見做せます。従って、２つの閉回路を繋いだ電流路を作ることができないので、互いに影響を与え合わないのです。
なお、図では導線同士やコンデンサや抵抗などの素子と導線が接触してい無いように見えますが、本当は接触しているものとします。図は正確に書きましょう。

kanta2006 · Answer

＞なので、C1 と R1 だけで考える話ではなく、回路全体で考えないといけません。

スイッチ切った後の話は、別に回路全体で考える必要はありませんね。

R1,C1の閉回路と、R2,C2の閉回路で独立して考えるだけでいいです。

「電荷」なのか「エネルギー」なのかも大して重要ではありません。
どっちでもいいです。

最終的にはコンデンサに蓄えられていた物が、スイッチを切ったら抵抗で消費されて全て熱に変わるだけですので。

何事も、如何にシンプルな事象に分解できるかですよ。
無駄に複雑化しようとする人も多いですけどね。

yhr2 · Answer

「C1に蓄えられてたエネルギー」ですか？
「電荷」ではなく？

C1、C2 に蓄えられていた電荷の「トータル」が、全体に均一に分布します。
「トータル」が「± 0」なら、全体の電荷がなくなります。
スイッチを切る前の状態によっては、トータルの電荷が「± 0」にならない場合もあります。
初期状態がどういうものかによって、その後の動作が変わります。

なので、C1 と R1 だけで考える話ではなく、回路全体で考えないといけません。

masterkoto · Answer

回路図上の導線は自由に伸び縮みさせる事ができます
そこで中段の横導線を極限にまで縮めて一点にしてあげます
すると、C1、R1直下の導線やC2、R2直上の導線は引っ張られ
アップした左図の三角形のようになります(コンデンサーや抵抗は省略しました)
次に、三角形2つの頂点が重なった点を、縦に引き伸ばし、三角形を構成する斜めになった導線も整形してあげると右図になります
すなわち、貴方のアップした回路は
私のアップした回路の右図と等価です
この等価回路において、電源みたいな役割を果たすC1は赤のループには組み込まれていませんから、C1のある黄色ループ内のR1にのみ電圧をかけ、そのエネルギーを供給すると考える事ができます