- 締切済み
RC回路の過渡現象
今、アース、電源、スイッチ、抵抗R、コンデンサC、アースの順につながれたRC回路があるのですが、この過渡現象を考えたいと思っています。抵抗とコンデンサの間に点Pを設けて、点Pの電位を時間の関数として考えます。 ここで、わからないとろがいくつかあるので教えていただきたいです! この場合、Cにはもとから電荷が蓄えられてるのでしょうか? 直列回路だけど、アースがあることによって、普通のRC回路との過渡現象における違いとかありますか?アースがついた時点で頭がこんがらがってよくわからなくなりました。。。 どなたか教えていただきたいです。お願いします!
- spider1984
- お礼率17% (23/128)
- 物理学
- 回答数3
- ありがとう数3
- みんなの回答 (3)
- 専門家の回答
みんなの回答
- angkor_h
- ベストアンサー率35% (551/1557)
>Cにはもとから電荷が蓄えられてるのでしょうか? ⇒これは、あなたが初期条件を設定すればよいことです。初期条件として、Cの両端は0Vとするとか、1Vとするとか。 アースと言うのは、単に、回路の基準電位0Vと言う意味です。「点Pの電位の基準点にしなさい」ということでしょうね。
- mii-japan
- ベストアンサー率30% (874/2820)
通常は、この程度の回路では、アースは抵抗0の導体と考えます アースを無視して、単にコンデンサの片端が電源に他端が抵抗に接続されているとみなしてください なお、線路・素子の対地容量も問題にする場合、アースが意味を持ってきます
- fjnobu
- ベストアンサー率21% (491/2332)
スイッチがONされる前にCに電圧が与えられていた履歴があれば、当然電荷が蓄えられて居ます。 というのは、Cには並列に抵抗が無いので、理論上一度スイッチを入れてしまえば、切った後でも無限の時間電荷が残る事になります。 初期条件でCの電荷を0にしたいのなら、Cと並列にスイッチと抵抗を付けて放電しなければなりません。 アースのせいでは有りません。
関連するQ&A
- RC回路の過渡現象について
2つのコンデンサが直列接続されていて、片方は、静電容量:C1で両端の電圧はV1です。もう一方のコンデンサは、静電容量C2で、両端の電圧がV2です。 また、コンデンサ"1"は問題によって仮定された電流の向きと逆方向に電圧が掛かっています。(回路図を見ると上から、-,+,+,- といった感じで繋がってます) 回路の先にはスイッチと抵抗が接続されていてt=0でスイッチをonにしたときの電流値i(t)及び抵抗Rに生じる電圧VR(t)を求める問題なのですが… コンデンサにたまった電荷の放電によって電流が生じることから、コンデンサを仮想的に電圧源と見なして問題を解いたのですが、後の問題「Rで消費された全エネルギーは、t=0,t→∞でコンデンサC1,C2に蓄えられているエネルギーの変化に等しいことを示せ。」という問題で値(式)が合いません。 そこで、問題を解く際に用いた前提に間違いがあるのでは、と思い、質問させていただいたのですが。。。 「C1,C2を合成した際、合成コンデンサの両端に掛かる電圧はV2-V1。」 という前提は合っているのでしょうか? また、回路方程式を立てる際、電流について解くのではなく、電圧、若しくは電荷について解いたほうが良いのでしょうか? 説明が下手でわかりにくい質問だと思いますが、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電気工学:RC回路について
RC回路の話です。 抵抗RとコンデンサCを直列につないだとき、 コンデンサに充電される電荷 q = CE{1-e^(-t/RC)} は導けたんですが、 放電される電荷 q = CEe^(-t/RC) が導けません。 導く過程を書いて教えてください。 質問内容がわかりにくかったらすいません。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電気回路の過渡現象のグラフがあるWebを探してます
電気回路の過渡現象のグラフがあるWebページを探しています。 RC回路、LC回路、RL回路の過渡現象で、直流、交流、直列、並列それぞれの V(電圧)-t(時間)グラフ、I(電流)-t(時間)グラフがあるWebページをご存じなら教えてください。 RC、RLの直流・直列はあったのですが、その他が見つかりませんでした。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- LC直列回路(過渡現象)について
LC直列回路(過渡現象)について 直流のときです。 インダクタンスの電磁エネルギーとコンデンサの静電エネルギーはどうやってだすのか教えてください。導出過程もお願いします。 また、このLC直列回路において、電磁エネルギーと静電エネルギーの関係はどのようになりますか?
- ベストアンサー
- 物理学
- RC回路の過渡応答について
RC直列回路のパルス応答実験で波形を読み取ったのですが、 抵抗とコンデンサの値を変えたときに波形が変わってしまいます。 原因は何なのでしょうか。 導くための式等があれば教えてください。 また、時定数と波形の形状はどのような関係がありますか。
- 締切済み
- 物理学
- RC直列回路の交流電源の過渡現象
今、RC直列回路の交流電源の過渡現象を解いているのですが、微分方程式で定常解と過渡解を出して合成する解き方と、ラプラス変換で解く方法のどちらがシンプルに解けるでしょうか。 ラプラス変換だと、部分分数分解や式を上手いこと変形しないといけないと思い、複雑になりそうなので微分方程式で解こうと思い、解き始めたのですが、、、 この場合の定常解はただのRC直列の交流回路としてi(t)を求めてよろしいのでしょうか。 過渡解を出そうとして、微分方程式を立てると、積分が出てくるのでqに対しての式にして、q(t)を求めたのですが、これを微分してi(t)の式として上で求めたi(t)と足して答えとしてよろしいのでしょうか。 t=0でスイッチON E=Emsin(ωt+θ) 初期値 q(0)=0 定常解 i(t)=(Emsin(ωt+θ+arctan(1/ωcR)))/√(R^2+(1/ωc)^2) 過渡解 q(t)=Ae^(-t/Rc) i(t)=-(A/Rc)e^(-t/Rc) この場合のi(0)は0になるのか、E/Rになるのかもよくわかりません。 答えにcosが出てくるのでどこか勘違いか間違いをしているようなのですが・・・ (Aにcosが出てくる?) よろしくお願いいたします。
- 締切済み
- 電気・電子工学
- 院試 電気回路 LC回路 過渡現象がわかりません!
電気回路の過渡現象に関して困っています。LC回路のキャパシタにかかる初期条件(定常状態)がわかりません。問題文、回路図に関しては画像に添付させて頂いています。今回の問題では交流電流源を用いており、定常時では、キャパシタには電流が流れていないため、開放でき、インダクタンスに関しては、短絡できると考えました。しかし交流電流源のため、コンデンサに溜まる電荷がわかりませんでした。そこで、皆さんに質問です。問(a),(b)解答、導出過程をお願いします。またLC並列回路や直列回路などの初期値を求めるコツなどがありましたら、宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 電気・電子工学
- 過渡現象について
過渡現象について 図の回路で、スイッチをa側に倒してコンデンサC1が定常状態になるまで充電し、スイッチをb側に切り替えたときのコンデンサC1とC2の両端の電圧はどうなりますか? C1の電荷をQ1,C2の電荷をQ2(いずれも上向きを正)、コイルの電流をi(右向きを正)にすると、 Q1/C1=Ldi/dt+Q2/C2 i=dQ2/dt=-dQ1/dt (Q1+Q2=const=EC1) になるそうですが、 C1の電荷をQ1,C2の電荷をQ2(いずれも上向きを正)、コイルの電流をi(右向きを正)にすると、 というところの意味が分りません。 また、なんで、 Q1/C1=Ldi/dt+Q2/C2なんですか? なんで、t=0の時に Ldi/dt+Q2/C2にEの電圧がかかることになるんですか? 並列だったものがt=0で直列になっているんで Q1/C1=Ldi/dt+Q2/Q2 が成立するのはおかしいと思います。 あと、なんで、 Q1+Q2=定数 を dQ1/dt+dQ2/dt=0 とできるんでしょうか? つまり、なんで、それぞれをtで微分することになるのかということです。 いろいろと疑問だらけです。 詳しい説明をお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学