Question

みみ

キルヒホッフの法則の分野です。
（1）でみかけの導線で短縮されるというのがどういうことか分かりません。

200 S M
R1
C₁ 40M
262. コンデンサーを含む回路図の回路で, R1, R2,
R3 はそれぞれ抵抗値 200Ω, 300Ω, 100Ωの抵抗, C1, C2 は
それぞれ電気容量 4.0μF, 1.0μF のコンデンサー, Eは起電
力12V の内部抵抗が無視できる電池, K1, K2 はスイッチで
ある。 C1, C2 は, 初め電荷をもっていないものとする。
○ (1) K1 だけを閉じた瞬間, R3 に流れる電流を求めよ。
0
(2) K, だけを閉じて時間が十分経過した。 Ci, C2 に蓄えられている電気量を求めよ。
Q (3) 次に,K, を閉じたまま K2 を閉じて時間が十分経過した。 C1, C2 に蓄えられている
N
K₁ E
HH
300Ω
R2
K2
12V
HH
248
TOM
C2
R₁
100
電気量を求めよ。
(4) (3)において,Ci,C2 に電荷が蓄えられるまでに K2 を通って移動した電荷を求めよ。
(5) (4) において,電流はMからNへ流れたか。 またはNからMへ流れたか。
▶257

262
解答
L1, Is の値
(4) Is>0より、スイッチSを流
ここがポイント
直流回路でのコンデンサーのはたらきは次のようになる。
充電開始時:抵抗値 0 の導線とみなせる。
充電終了時:抵抗値∞の導線(切れた導線) とみなせる。
R₂
(1) 初め, C, C2 には電荷がなく、起電力
がないので,C1, C2 は抵抗値 0 の導線
とみなせる。 R1, R2はこのみかけの導
線で短絡され, R1, R2 には電流が流れな
い(図)｡
よって, R3 に流れる電流を〔A〕 とす
ると h=
==
=
A
12
600
A
R1
図b
!!C₁
I₁
E (12V)
1₁
E 12
-=0.12A
図 a
R3 100
(2) このとき, R1, R2, R3 (直列)に流れる R1 (200Ω) MR2 (300Ω)
電流をI〔A〕 とする (図b)。
E
I=-
-=0.020 A
R1+R2+R3
C1, C2 は直列になるので等量の電気量
を蓄える。 この電気量をQ[C] とし,
Ci, C2 の両端に加わる電圧 (図のAB (閉) E (12V)
間の電圧)を VAB 〔V〕 とする。 VAB は,
R1, R2 (直列) の両端の電圧でもあるから
11
!!C2
Ki
(閉の瞬間)
+Q-Q+Q-Q
N
'B
#
C1
C2
(4.0μF) (1.0μF)
I
R3
(100 S2)
B 20.
R3
(100Ω)
1 コンデンサーに電荷
えられると,電池の起
反対向きの起電力を生
流の流入を妨げるはた
する。