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A 回答 (3件)
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No.3
- 回答日時:
No.2です。
「補足」に書かれたことについて:>-1ではなく1vなのですが
電源の「電池の極性」をよく見てください。「上がマイナス」「下がプラス」です。開放端の下側から見れば「マイナス」になるので、「-1V」と書きました。
「2オームの抵抗と電圧源」のトータルの電位差は「2V」(=4オームの抵抗の電位差)ですので、この電圧源の電圧「-1V」があるため「2オームの抵抗」には「8/3+1/3=3V」の電位差がなければいけません。そのことを言っています。
「電圧」「電位差」をきちんと理解してください。常に「どこかを基準にして」議論しています。
No.2
- 回答日時:
テブナンの定理の中身はご存知ですよね?
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%86%E3%83%96% …
テブナンの定理は、単純に機械的にやればよいので重宝するのです。深く考えずに、単純に行きましょう。
(1)内部抵抗は、電流源は開放、電圧源は短絡して考えればよいので、添付図に手書きのとおり
13/3(オーム)
です。
(2)開放電圧は、3種類の電源を各々計算して、それを加え合わせます。加え合わせてよいのは、「重畳の理」(重ね合わせの原理)が成立するからです。(テブナンの定理自体が、重畳の理なのですが)
(2ー1)まず「電流源」からの電流が流れる2つの並列抵抗(4オーム、2オーム)を考えます。2オームの抵抗と直列の電圧源は、内部抵抗の計算のときと同様「短絡」で考えます。
並列抵抗は「4/3オーム」ですので、並列抵抗(4オーム、2オーム)の上側の電圧は
V=2(A)×4/3(オーム)=8/3(V)
となります。
(2ー2)次に、「2オーム」の抵抗と直列の「-1V」の電圧源を考えます。このとき、電流源は内部抵抗の計算のときと同様「開放」で考えます。すると、この電圧源で電流が流れるのは、2つの抵抗(4オーム、2オーム)が直列につながったループだけです。合成抵抗は直列なので6オーム、従ってループ電流は時計回りに「1/6(A)」です。
4オームの抵抗には、下を基準にして「-2/3(V)」の電圧が発生します。
2オームの抵抗には、「1/3(V)」の電圧が発生します。
(2ー3)上の(2ー1)と(2ー2)を重ね合わせて、並列抵抗(4オーム、2オーム)の上側の電圧は
8/3 - 2/3 = 2 (V)
ということになります。
検算として、2オームの抵抗には、「8/3 + 1/3 = 3(V)」の電圧が発生し、電圧源「-1V」との合計で、並列抵抗(4オーム、2オーム)の上側の電圧は「2 (V)」となって、上記と一致します。
(2ー4)これに、横向きの電圧源「2V」を加えて、開放電圧は
2 + 2 = 4 (V)
となります。(横向きの電圧源「2V」からは電流が流れないので、単純に電圧を加えるだけ)
(3)以上から、
・開放電圧:4V
・内部抵抗:13/3 オーム
が求めるものになります。
やり方は、単純そのものでしょう?
上記全体の検算として、例えば負荷抵抗10オームを接続したときに、同じように重ね合わせの原理を使って、負荷抵抗10オームの電圧、電流を求めてみてください。
「開放電圧:4V、内部抵抗:13/3 オーム」のテブナン等価回路を使って計算したものと同じになるはずです。
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画像追記
解答ありがとうございます
-1ではなく1vなのですがこの場合は8/3+1/3になりますか?