【先着1,000名様!】1,000円分をプレゼント!

この問題で1つ疑問があります。
(1)でコンデンサーの方にまず電流が流れて十分に時間が経つと電気量Q=CVがたまります。そしてコンデンサーには電流が流れなくなり、コイルに電流が流れ始めますよね? ここまで正しいでしょうか?

疑問を持ったのは(2)の設問です。コイルに電流が流れている時、電位差0なのでコンデンサーも電位差が0になり電気量は0となる。と答えに書いてあります。 電位差が0になることは理解できるのですが、最初にコンデンサーに溜まっていたQ=CVの電気量はどこへいったのでしょうか?
私何か勘違いしていますか?

説明が下手で申し訳ないです

「電気振動 コンデンサー」の質問画像

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (2件)

コンデンサーやコイルの問題では、「過渡状態」で状態が変化していますから、時間変化に沿って「動画」で考えるか、せめて「コマ送り」の画像や「紙芝居」を思い浮かべないといけません。



例えばこんな風に。
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/koukairo/ …

その中で「十分に時間がたったとき」というのは、この「過渡状態」が収まって、安定した「定常状態」になっていることを示します。

コンデンサーは、「直流」としては導通していないのですが、電圧が変化したときには「充電・放電」という形で電流を流します。
コイルは、「直流」としては「抵抗ゼロ」なのですが、電流を流すと「磁場」が発生して逆起電力が起こり「抵抗」が発生します。

問題では、「十分な時間がたったとき」ですから、上に書いた「電圧が変化したとき」「電流を流すと」が「もうとっくに無くなった」ときのことを言っています。まずは、この状態を想像できないといけません。
つまり、コンデンサーはただの「導線が切れたところ」、コイルは「導線そのもの」になっているということです。

(3)(4)はそこから先の「過渡状態」なので、「コマ送り」で時間変化を考えないといけません。

そういった「時間」変化を扱うには「微分・積分」を使うと便利なのですが、高校物理で「微分・積分」使わずに説明するのは結構面倒です。
文章で書くといろいろ複雑になるので、手抜きですがこんな画像教材などを参考にしてください。


「定常状態」(十分に時間がたったとき)と「過渡状態」(変化を与えた直後)を、うまく想像できることが重要です。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

すごく丁寧な回答ありがとうございます!
何回も読んだら理解できました( ¨̮ )
コンデンサーとコイルの働き方と「十分に時間が経った時」がどういう状態なのか詳しく書いていただいたのでベストアンサーに選ばしていただきました!!

お礼日時:2017/01/08 12:48

あぁ, うん, 「(1)でコンデンサーの方にまず電流が流れて十分に時間が経つと電気量Q=CVがたまります。

そしてコンデンサーには電流が流れなくなり、コイルに電流が流れ始めますよね」が既に間違ってますねぇ.

そもそも理想コイルだと (抵抗は 0 Ω だから) その両端の電位差は 0 V. つまり, それと並列にはいっているコンデンサの端子間電圧も 0 V なので, 電荷のたまりようがない.
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Qこのコンデンサの電気量が0になる理由を教えて下さい

┏━┯━┓
□  ┃  ┃
┃  ┃  ┃
┻  ┻  ξ
-  ┳  ┃
┃  ┃  ┃
┗━┷━┛

┻             ┻
-は起電力Eの電池、┳はコンデンサ、ξはコイル、□は抵抗rとします
この回路の状態になってから十分時間がたっているとすると、コンデンサの電気量はいくらか?

なんですが解答には
コイルは一定電流Iを流しているから誘導起電力はない(導線として扱える) 
よってコンデンサの電圧は0であり電気量も0

とありました

私は電流が流れ始めた時にはコイルには電流は流れず、コンデンサには電流が流れているので
その時に電気量を蓄えているから0ではないと思うのですがコンデンサが放電して電気量が0になっているのでしょうか」?

もし放電しているなら放電した後電圧が0になるとコンデンサは導線として扱え、また電気量が蓄えられるから0にはならないと思います。

なぜ電気量は0になるのでしょうか?またコンデンサが放電するとは私は思えないのですが、もし放電するならなぜ放電するか教えてください

お願いします 図がてきとうで申し訳ないです

┏━┯━┓
□  ┃  ┃
┃  ┃  ┃
┻  ┻  ξ
-  ┳  ┃
┃  ┃  ┃
┗━┷━┛

┻             ┻
-は起電力Eの電池、┳はコンデンサ、ξはコイル、□は抵抗rとします
この回路の状態になってから十分時間がたっているとすると、コンデンサの電気量はいくらか?

なんですが解答には
コイルは一定電流Iを流しているから誘導起電力はない(導線として扱える) 
よってコンデンサの電圧は0であり電気量も0

とありました

私は電流が流れ始めた時にはコイルには電流は流れず、コンデンサには電流...続きを読む

Aベストアンサー

> もし放電するならなぜ放電するか教えてください

最初は、コンデンサが充電されていきます。
このとき、コイルに流れる電流量もどんどんと大きくなっていきます。

コンデンサ両端の電位差は電源電圧よりは大きくなれませんので、電源電圧に近付くにつれて、段々とコンデンサに流れ込む電流量は減っていきます。また、それに伴いコイルに流れ込む電流量は増えていきます(この電流の増加速度もどんどんと速くなっていきます)。
そしてあるところで、コンデンサに流れ込む電流量はゼロになります。

しかし、この状態は安定ではありません。
何故ならば、もしここでコイルに流れ込む電流の増加が急に止まってしまいますと、コイル両端の電位差は突然ゼロになるはずです。しかし、いまはコンデンサに電荷Qが溜まっているので、これは起こりません。
実際には、コイルに流れる電流の増加は、急には止まらずに、段々と止まっていきます。それにより、コイル両端の電位差(=コンデンサ両端の電位差)が段々と小さくなっていきます。よってここで、Qが小さくなっていく、放電が起こるのです。このとき、コンデンサからコイルに電流が流れ込んでいます。

このQの小さくなりかたは指数関数的なもので、数式上厳密な意味でQがゼロになることはありませんが、十分に時間が経てば、Qはほとんどゼロとみなせます。


ただしいま書いたのは、抵抗Rの大きさがある程度よりも小さい場合です。
Rがある程度よりも大きいと、Qが小さくなっていったところでゼロを振り切ってマイナスになり、そしてまたあるところで変化の向きが反転して、ということが繰り返されます。つまり、Qの値が振動します。
ただしこの場合も、その振幅は指数関数的に減衰していき、十分に時間が経った後ではQはゼロとみなせます。

> もし放電するならなぜ放電するか教えてください

最初は、コンデンサが充電されていきます。
このとき、コイルに流れる電流量もどんどんと大きくなっていきます。

コンデンサ両端の電位差は電源電圧よりは大きくなれませんので、電源電圧に近付くにつれて、段々とコンデンサに流れ込む電流量は減っていきます。また、それに伴いコイルに流れ込む電流量は増えていきます(この電流の増加速度もどんどんと速くなっていきます)。
そしてあるところで、コンデンサに流れ込む電流量はゼロになります。

しかし、こ...続きを読む


人気Q&Aランキング