電磁誘導とコンデンサーについて
この問題のⅠ⑶消費電力を求めよという問いに関して
解答は電流が一定の時にしか使えない消費電力の公式RI^2を用いて答えを出していました。この点が納得いきません。コンデンサーは少なくとも充電完了までの過渡状態で電流は流れていたはずです。故に電流は一定では無いはずです。どうしてこの公式を使っていいのでしょうか?
また、自分は電流が一定でないと判断し、エネルギー保存則を用いて発生熱を計算し、時間tで割ることで、(問題にはそう書かれていませんが)「平均の電力」を求めるのではないかと考察し計算してみました。ですが計算が合いません。
前者で計算して良い理由及び後者で上手くいかない理由を説明お願いしますm(*_ _)m
✨ ベストアンサー ✨
消費電力は単位時間当たりのジュール熱です.
問題Ⅰでは電流が一定になった後と書かれていますので、過渡現象が終わった時刻をt'とすると(本当は過渡現象はt=∞までかかりますが)、
t'＜t＜l/v なる時刻tでの単位時間当たりのジュール熱を求める問題です.
また、0＜t＜l/vでの平均の消費電力ですが、電池のした仕事が間違えています.電池を通過した電流はコンデンサを通過した電流と通過しない経路で流れた電流の和ですから、電池を通過した電荷はコンデンサの電荷と一致しません.
もっとも、過渡現象も含めた平均電力ですから、正しく計算しても模範解答の結果とは一致しません.
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なるほど、納得致しました
ありがとうございましたm(*_ _)m