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高校物理の問題で模範解答を見てもわからず、質問です。

添付された図の回路の状態です。初期状態は全てのスイッチはオフで電流は流れていません。

「S2のみスイッチオンの状態からS1のスイッチを入れ、一定状態になるまでに電源が供給するエネルギーを求めよ。」

という問いに対して、模範解答では、「抵抗R2やコイルLには一定の状態では電流がゼロとなるので、C1とC3にたまるエネルギーのみ考えて(C1+C3)E」となっています。確かに一定になったら電流がゼロというのは理解できますが、一定になるまでにコイルの自己誘導により、コイルに関するエネルギーは考慮しなくて良いのでしょうか。コイルにエネルギーがたまっても、最終的に一定の状態になるまでにまたエネルギーを発散するから差し引きゼロということでしょうか?ご回答、お願いします。

「コイル、コンデンサーへの供給エネルギー」の質問画像
gooドクター

A 回答 (1件)

1.答えは間違っています。


  (1)まずCEはエネルギーの単位ではない。
   よく知られたようにCRは時定数、時間の単位です。だから、CE=CRE/R=時間×電流で、

   エネルギーではない。

  (2)定常状態になった時のエネルギー( (C1+C2)E^2/2 )は電源の供給したエネルギー
   にならない。過渡応答時に流れる電流により、抵抗でエネルギーが消費されています。

2.なお答を計算するのは大変そうです。ちなみに電源に流れる電流iをもとめ、
  ∫[0,∞]Eidt.

以上

   
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この回答へのお礼

細かい説明ありがとうございます。

お礼日時:2014/01/16 23:13

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