Question

陽葵

高校物理過渡現象の問題です。
(6)の考え方は一通り理解できたつもりなのですが、二つのコンデンサが等電位になっているのに、電流が流れ続けるのが少し引っかかりました。図cを見る限り、電位差がなくなった後、コンデンサ3に電流が流れ込みいっぱいになったら今度はコンデンサ2に電流が流れ込む、それを繰り返すということなのでしょうか？曖昧な質問で申し訳ないのですが、よろしくお願いします。

法則ⅡIより / Vo+VL-0=0
よって VL=-12/Vo
*B
コイルに加わる電圧の大きさは 1/2vo
AIL
Vo
(5) VL-24 だから12/2014/1
4t
よって 12
4t
2L
また、自己誘導が電流の流れを妨げるから、 電流は 0
AIL
(6) コンデンサー C3 に流れこむ電流Icの変化は, 電気振動で示されるから, ス
イッチ S2 を閉じた時刻を t=0, 電流の最大値を IM として, 図cのように表
される。 直列回路より電流は共通であるから, C3 に流れこむ電流が最大の
とき, コイルに流れる電流も最大となる。 電流が最大のときは電流変化が 0
よりコイルの電位差が0であるから ※C, C2, C3 の電圧は等しく、その電圧
をVとすると, 電気量の保存より
12/23CV +0=CV+CV よってV=1/2vo
ゆえに,C』に蓄えられている電気量Q3は Q321/Cro
エネルギー保存より
1 c. (v.)² +0=1 c · (v.)³×2+LIM²
LIN²=12/2CV32 よってIw=1/12/0
C
4 L
L
12/12/10
=1/12/0
+CV. C₂
1/12 Cro
図 d
Ic
IM
O
m
VL
図 b
◆B コイルの左側が高電
位となる。
12/12/0 o(E
C30 +CV C2
-CV
0 C3
*C V₁=-Lt
AIL
4t
fi
図 c
AIL
-= 0 だから Vi=0
L IM
図e
C3 +CV
V:
-CV
物理重要問題集 151

140. 〈過渡現象と電気振動〉
図のように起電力 Vの電池, 抵抗値Rの抵抗, 電気
容量がいずれもCのコンデンサー C1, C2, C3, 自己イン
ダクタンスLのコイル, さらにスイッチ S1 および S2 か
ら構成された回路を考える。 最初, スイッチ S1 および
S2 は開いていて,どのコンデンサーにも電荷は蓄えられ
ていないものとする。
まず, スイッチ S2 を開けたまま, スイッチ S を閉じ
とすると,
AIL
4t
AVR
4t
R
Vo
はいくらか。
はいくらか。
S₁
C₁₂₁=
Cz
た。
(1) スイッチ S1 を閉じた直後, 抵抗に流れる電流はいくらか。
(2) スイッチ S1 を閉じた直後, コンデンサー C1 に加わる電圧が, 微小時間 4t の間に ⊿V1
だけ変化したとすると,
2
交流回路 117
S2
L
AV1
はいくらか。 また, 同じ時間に抵抗に加わる電圧が⊿VR だ
4t
C3
け変化したとすると,
スイッチ S1 を閉じてから時間が十分に経過した。
(3) コンデンサー C2 に蓄えられた電気量を求めよ。
次に, スイッチ S を開けた後, スイッチ S2を閉じて, コンデンサー C3. に加わる電圧を観
測したところ, 電気振動が観測された。
(4) スイッチ S2 を閉じた直後のコイルに加わる電圧と, コイルに流れる電流はいくらか。
(5) スイッチ S2 を閉じた直後, コイルに流れる電流が微小時間tの間に Lv だけ変化した
V
* (6) コンデンサー C3 に流れこむ電流が最大となるとき, その電流の最大値と, コンデンサー
C に蓄えられている電気量はいくらか。
[14 京都工繊大〕

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