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コンデンサーと抵抗を並列に繋いで、
さらに、抵抗を直列に繋いだ回路に電池を
繋いだときの電流を答える問題(大学入試レベル)で、
解答等を色々見ると、
繋いで十分時間がたった後の各所を流れる電流
は、コンデンサーがない回路と等価な回路を考えれば
良いのはわかりますが、
『繋いだ直後のコンデンサー上の電荷は0と考える』
とあります。
これは、
『繋いだ直後にはコンデンサーを除いて、銅線で繋いだ状態と同じ』と考えて良いのでしょうか。
解説よろしくお願いいたします。

A 回答 (5件)

No.4のymmasayanです。


ミスがありました。
充分時間がたった「過渡状態」だけでなく⇒「定常状態」
失礼しました。

ついでといってはなんですが、

> 最初にコンデンサーに電荷があるときには、通電直後にはその分の電圧降下 V=Q/C が並列の抵抗にかかり、E(電池の起電力)-vがのこりの抵抗にかかるということですね。

まさにその通りです。(あくまでも一瞬の話ですが)
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> 『繋いだ直後のコンデンサー上の電荷は0と考える』とあります。


これは、『繋いだ直後にはコンデンサーを除いて、銅線で繋いだ状態と同じ』と考えて良いのでしょうか。

全くその通りで結構です。
なぜ、そのように注釈が書いてあるかというと、充分時間がたった過渡状態だけでなく、接続した瞬間の過渡電流も答えさせようかなと言う(漠然とした)意図が感じられます。

ご質問にあるように、もしコンデンサの電荷がゼロでないなら、針金で短絡したとみなすことは出来ません。

> つないだ直後は、まだコンデンサーに電荷が流れ込んでいないので、最初カラならばコンデンサーの電荷Q=0です。Q=CVより電圧V=0です。
 ということは、コンデンサーと並列につながれている抵抗の電圧も0なので、その抵抗に流れる電流も0です。

まさに、この通りで、つないだ瞬間だけ成立します。流れ込んだ電流でコンデンサの電圧が徐々に上昇し、回路の電流は減少していき、最後に安定状態に達します。
 
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> 『繋いだ直後のコンデンサー上の電荷は0と考える』


> とあります。
> これは、
> 『繋いだ直後にはコンデンサーを除いて、銅線で繋いだ状態と同じ』と考えて良> いのでしょうか。

結論的には合っていますが、もしかしたら誤解されているかもしれませんので・・

 つないだ直後は、まだコンデンサーに電荷が流れ込
んでいないので、最初カラならばコンデンサーの電荷
Q=0です。Q=CVより電圧V=0です。
 ということは、コンデンサーと並列につながれてい
る抵抗の電圧も0なので、その抵抗に流れる電流も0
です。
 また、もう1つの(直列につながれている)抵抗の
電圧は、電池の電圧と同じです。

 コンデンサーの入試問題で良くあるパターンですね。
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この回答へのお礼

なるほど、すっきりしました。
ということは、最初にコンデンサーに電荷が
あるときには、通電直後には
その分の電圧降下 V=Q/C が並列の抵抗にかかり、
E(電池の起電力)-vがのこりの抵抗にかかるということ
ですね。
考え方が判りました。
ありがとうございました。

お礼日時:2001/10/24 21:16

つないだ直後の電荷を0と考えるというのは、まだ充電されていない空のものであるということを示しています。


問題が複雑になると、充電したコンデンサーを使って回路を作ったりしますから、おそらくは混同しないようにとの念押しみたいな物でしょう。
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こんにちは。



「十分時間が経過した後」ならば、最初のコンデンサーの電荷が0でも、百万ボルトで充電されてても同じことですよね。

つまり、安定状態に移行するまでの経過が異なるだけですから。

一応問題としては初期状態を指定しないと欠陥問題とか言われる可能性があるからそう言ってるのか、あるいは試験問題ならそれで引っかかる人がいるのを期待してるのかもしれませんね。

どうしても考えるとすれば、仰る通りで問題ないと思います。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2001/10/24 21:06

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