ブリッジ回路の問題について、教えてください。

ブリッジ回路の問題について、教えてください。

以下の問題を解いていますが、さっぱりわかりません。
どなたかできるだけ詳しくご教授お願いします。

問題
図のように、電圧源、抵抗、キャパシタンス、検流計から構成されるブリッジ回路を考える。
この回路において、スイッチＳはＴ秒の周期で切り替わり、T/2秒a側に接続され、T/2秒b側に接続される動作を繰り返すものとする。また、キャパシタンスの値(C[F])はスイッチＳがb側に接続されている間にキャパシタンスの電荷がすべて放電されるとみなせる程度に十分小さいものとする。さらに検流計Ｇの内部抵抗は無視できるとする。これについて以下の問題に答えよ。

（１）スイッチＳがa側に倒れた瞬間をt=0とし、１周期(t=0からＴまで)の間において、検流計Ｇを流れる電流Igの値を表す式を求めよ。
（２）ブリッジ回路が平衡状態になる（１周期の間で検流計を流れる電流の総量が０となる）ためのＴに関する条件式を求めよ。

よろしくお願いします。

※添付画像が削除されました。

No.1 ベストアンサー 回答者： KEN_2 回答日時： 2010/07/02 22:58

問題を順に整理して考えて見ましょう。

ブリッジ回路ではあるけれども、スイッチＳがa側、b側で状態が異なる点を検討すれば良い。
スイッチＳがa側時C[F]の充電状態で検流計Ｇを流れる電流Igの値は変化する。
スイッチＳがb側時C[F]は切り離されているので検流計Ｇを流れる電流Igの値は一定である。

T=0からT/2秒a側に接続された状態
１．T=0秒a時はa側に接続であるので、C[F]は0Ωから∞Ωまで変化する。
　T=0の時電流Igは-1V/0.1Ωの-10AからC[F]が10Ωのバランスする0A点を追加して、
　C[F]の抵抗変化はδＴの関数で充電時間で変化する。

２．T=T/2秒時はC[F]は∞Ωであるので
　合成抵抗は、　1Ω＊0.1Ω/（1Ω＋0.1Ω）＋1Ω　0.091Ω＋1Ω　で
　合計電流は0.917Aから電流Igの値は、0.833Aとなる。

T=T/2秒時からT秒b側に接続された状態
１．T=T/2秒はb側に接続であるので、C[F]は存在しない状態である。
　よってT=T/2からT秒は、検流計Ｇを流れる電流Igの値は、
　上記のT=T/2秒時と同じで、電流Igの値は、0.833Aとなる。

>（１）スイッチＳがa側に倒れた瞬間をt=0とし、１周期(t=0からＴまで)の間において、検流計Ｇを流れる電流Igの値を表す式を求めよ。
上記のT=0からT/2秒a側とT=T/2秒時からT秒b側を求めれば良い。

>（２）ブリッジ回路が平衡状態になる（１周期の間で検流計を流れる電流の総量が０となる）ためのＴに関する条件式を求めよ。
上記のT=0からT/2秒a側のC[F]が10Ωのバランスする0A点を求めれば良い。
　

この回答への補足

KEN_2さん、詳しい解説ありがとうございます。

初歩的な質問で申し訳ないのですが、a側に繋いだ時に、C[F]は0Ωから∞Ωまで変化するというのは、
キャパシタンスのリアクタンス1/ωCのωが、ω=2π/Tなので、時間が経つに連れωが小さくなり、
結果的にリアクタンスが大きくなるから、∞Ωまで変化する、ということで正しいでしょうか？

また、b側に繋いだ時は、キャパシタと図の右上の0.1Ωの抵抗の回路には電流は通らないと思いますので、
このとき電流は電源から出て2方向に別れたあと、１Ωの抵抗を通って電源に帰りますよね。
電流は抵抗の少ない方に多く流れると以前学んだのですが、最初に2方向に別れるときに、1Ωの方に多く流れるのは何故でしょうか？

よろしくお願いします。

補足日時：2010/07/03 21:43