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物理 高校生

写真の赤線部についてですが、なぜ1次コイルの誘導起電力の大きさは電源電圧(この場合、交流電源の電圧)と等しいのですか?

C 交流による送電 変圧器 世界中で交流がよく用いられて 1次コイル いる理由の1つに,変圧器(トラ transformer ンス) を使って簡単に電圧を変え られることが挙げられる。 変圧器は、図24のように共通 の鉄心に2つのコイルを巻いたも のである。 1次コイルに交流電流を流すと, 鉄心の中に変動 する磁界が発生する。 この磁界は2次コイルを貫く ため,電磁誘導によって2次コイルにも変動する電圧が発生する。 1次コイルの巻数を N1, かける電圧を V1, 流れる電流を In, 2次コイ ルの巻数を N2, 発生する電圧を V2, 流れる電流をIとし, コイルの抵抗 は無視できるものとする。 1次コイルに電流を流し, 時間tの間に鉄心 の中の磁束が⊿だけ変化したとすると, 1次コイルの誘導起電力の大き さは,電源電圧の大きさに等しくとなる。また、発 が鉄心の外に漏れないとすると,2つのコイルを貫く磁束の変化は等 しいので,2次コイルの誘導起電力の大きさは,V2-№.2c れる。したがって, 1次コイルの誘導起電力の大きさ V1, 2次コイルの で表さ 2次コイル 第4部 電気と磁気 図 24 変圧器 ル側で周波数は変化しない。 1次コイル側と2次コイ Check p.296式(2) V=-N² 40 4t 18 誘導起電力の大きさ V2 と, それぞれの実効値 Vie, V2e, および巻数N, Mi coraz N2 との間には, 次の関係が成り立つ。 V1_Vie _ N1 (21) V₂ V2e N₂ また,エネルギーの損失がない理想的な変圧器では, 1次コイルと2次 コイルで電力が等しい。このとき, 1次コイル, 2次コイルを流れる電流 の実効値をそれぞれ Ine, Ize とすると, Vielle = V2eze という関係が成り 立つ。 1 2 20 ■変圧器の2次側に何も接続しなければ, I2=0 となる。 このとき, 1次側は単なるコイルとなっ て電流が流れるので, Le0 である。 すなわち, Vielle = V2eIze は厳密には成り立たない。 実際の 変圧器では, コイルの巻数を多くするなどして Ize = 0 のときのeを小さくしている。

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理科 中学生

(4)の求め方を教えてください 答えは200Hzです。

4 音の大きさと高さを調べるため、 次の①,②の順で実験を行った。 これについて, あとの問いに 答えなさい。 ただし、図1と図2の縦軸は振動の幅を,横軸は時間を表し、縦軸および横軸の自 盛りの大きさはどれも同じである。 も 実験 1 おんさをたたいて, その直後に出た音をマイクロホンを通してコンピュータに入力した ところ、 画面に表示された波形は、図1のようになった。 ② おんさをたたく強さを変えたり、たたく強さは同じままで高さの異なる音が出るおんさにとり かえたりして、 と同様の実験を行ったところ、 画面に表示された波形は、図2のようになった。 図 1 図2 C A B D (1) 次の文は、おんさをたたいたときの音の伝わり方について述べたものである。 文中の あてはまる語を書きなさい。 おんさをたたくと, おんさが振動し、その振動が [ □を振動させ, 音としてマイクロホンに 伝わった。 (2) 図1のXで示された, 波形の振動の幅を何というか。 その名称を書きなさい。 に (3) 実験②で,次の ①, ② のようにしたときの波形は,それぞれ図2のA~Dのどれになるか。 1つずつ選び,記号で答えなさい。 ① おんさを実験の工より弱くたたいた。 ② おんさを実験の①より高い音の出るおんさにとりかえ, 実験のと同じ強さでたたいた。 (4) 図2のAの音の振動数(周波数) は何Hzか。 ただし, 図1の音の振動数 (周波数) を300Hzとす る。

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物理 高校生

(2)で、このような問題はいっつもキルヒホッフで解くので、オームの法則はよく分かりませんが、これをキルヒホッフで解こうとすると電流の遅れ進みを無視して書くと v=Ri+ωLi+1/ωCiみたいな感じになって同じ答えにならなくないですか?何故オームの法則ではコイルとコンデンサ... 続きを読む

⑤ 10 a 130 図1のように、抵抗値R の抵抗, 電気容量 C のコンデンサーおよ び自己インダクタンスLのコイルを直列に接続し, 交流電源につない だ回路がある。 オシロスコープで抵抗の両端の電圧を観測したところ、 図2のような周期T, 最大値 V の正弦曲線であった。 6 抵抗 オオシロ スコープ b コンデンサー コイル C A 電圧 Vol - - Vol T 2 図2 T 時刻 図1 (1) 交流の角周波数 ω を求めよ。 以下,(5)以外はTの代わりに を用いて答えよ。 (2) 抵抗に流れる電流を時刻tの関数として表せ。 また実効値を求めよ。 (3) - この直列回路での消費電力 (平均電力) を求めよ。 (4) コンデンサーにかかる電圧の実効値を求めよ。 また, 電圧 ve を時 刻tの関数として表せ。 (5)図2で,コンデンサーにかかる電圧が0になる時刻を 0≦t≦T の範囲で求めよ。 (6) コイルにかかる電圧の実効値を求めよ。 また, 電圧 v を時刻t の 関数として表せ。 (7) 電源電圧の最大値 V, を求めよ。 また, ab 間の電圧の最大値 V2を 求めよ。

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物理 高校生

この問題を教えてください

問題2 (音波ドップラー効果とうなり) 図1のように周波数 (=振動数) fo の音を出す 「音源」、音を完全に反射する 「板」、 そして「観測 者」 が一直線上に並んでいる。 以下では音源から直接観測者に到達する音を「直接音」 反射板で反 射してから観測者に到達する音を 「反射音」 と呼ぶ。 音源、 反射板、 観測者すべてが静止している とき、直接音と反射音の振動数はともに fo であり、 その結果観測者が聞く音にうなりは生じない。 音速の大きをVとして以下の空欄を埋めよ (以下では計算を簡単にする非現実的な状況を考える)。 (i) 反射板が静止した状態で、観測者が音源から速さ / V で遠ざかる場合、 直接音の周波数は fo の (7) 倍であり、反射音の周波数はfの (8) 倍である。このとき観測者が聞く音のうなりの 周波数は fo の (9) 倍である。 (ii) 問題 (i) の状態で反射板が音源から速さ / V で遠ざかるとき、 反射音の周波数はfo の (10) 倍である (ヒント: 反射板を観測者だと思って、 反射板が受け取る音の周波数をまず考える)。 また このとき、観測者が聞く音のうなりの周波数はfo の (11) 倍である。 (ii) 音源と反射板が静止したままで、観測者が音源のほうに近づいたとき観測者が / のうなりを 聞いた。このとき観測者の速さはVの (12) 倍である。 観測者 反射板 fo 音源 Figure 1: 周波数 f の音を出す音源と完全反射板の間に観測者がいる。

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