コンデンサーについてです。

Physics

มัธยมปลาย

เคลียร์แล้ว

7 เดือนที่แล้ว

コンデンサーについてです。
(1)の解説のところで、流れる電流は少しずつ小さくなっていくとあるのですが、何故でしょうか。
自分のイメージでは、例えばコンデンサーには10の電気量を貯められて電池は単位時間当たり1の電気量が放出されるとした時に、流れる電流は常に1でありコンデンサーに10溜まった途端流れなくなるという感じなのですが、どこがおかしいですか。
解説お願いします。

チェック問題 1 コンデンサーの充放電 10分図の回路で、 (1) スイッチを aに入れコンデンサー Cを充電してから十分時間が経つまでに R で発生した全ジュール熱はいくらか。 R₁ R₂ R3 (2)その後スイッチをbに切りかえてから,十分時間が経つまでに R2, R3で発生したジュール熱J2, J3はそれぞれいくらか。ただし, はじめの電気量は0とする。解説 (1) 図のように,流れる電流はだんだん小さくなっていき, ついには0に近づいていくぞ。 (前) ON! 直後図 a 後十分時間後 +++ +CV Ev -CV このようなとき,消費電力の公式 I2Rで全ジュール熱を求められるかな? ムリです。電流I→I』→0と変化していくから, I'R この式を単純に使えません。このように,電流Iが一定でないときは, 1秒あたり発生するジュール熱の式IR を使って直接全ジュール熱を求めることはできないね。そこで,〈回路の仕事とエネルギーの関係》で間接的に求めるしかないのだ。 CS CamScanner でスキ第14章回路の仕事とエネルギーの関係 |183

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GDO

7 เดือนที่แล้ว

コンデンサは一瞬で溜まるのではなく、電荷の流れた量が溜まっていきます。
（物理の教科書にグラフで解説があると思います）

式で考えると以下のようになります。
（高校物理では微積分を使用しないのですが、、、）
V=抵抗電圧VR＋コンデンサー電圧VL
VR=R・I 、 Q=C・VL　⇒　V=R・I＋Q／C　…　➀
抵抗を流れた電荷（電流）だけ、コンデンサーに電荷が溜まる式になります。
流れる電荷(電流)I=dQ/dtを➀に代入すると、V=R・dQ/dt＋Q／C になります。
Qは時間が経つと変化(増加)するのでQtで表すとV=R・dQt/dt＋Qt／C です。

式を変形すると、CR/(CV - Qt)・dQt/dt=1 (微分方程式)になり、
この式からQtを求めると(積分、初期条件Q₀=0)、
Qt=CV{1 - exp(-t/CR)}が求まる … 経過tのコンデンサーの電荷量
・t=0のときは Q=0
・t→大になると Q→CV

電流I=dQt/dt=V/R・exp(-t/CR)
・t=0のときは I=V/R
・t→大になると I→0

「流れる電流は少しずつ小さくなっていく」ということです。