コンデンサーの電圧変化について教えてください。

質問

4700μFのコンデンサーと2.2kΩの抵抗w直列につないだ回路で、

まず３Vの電源をコンデンサーにつないでコンデンサーに充電し、そのあと電源を取り外したとき、

コンデンサーの電圧はどのように変化しますか？また、なぜそのように変化するのかも教えていただきたいです！！

慣れていないので何を書いたらいいかわからず、かき足りていないと思うnですが、どなたか分かる方いらっしゃいましたら教えてください！
おねがいします！！

回答No.3

noname#74145

失礼ですが電気の事が詳しくない方と判断して数式を使わずに原理で説明します。と言ってもオームの法則位は使わせてくださいね。

まず充電して電源を離した瞬間の電圧は３Ｖです、電流Ｉ＝E/Rですね
次に少し時間が経ちました、先ほどの電流が流れたので電荷は減っていますから電圧は下がっています。この時に流れる電流Ｉt＝Et/Rです。

つまり時間が経てば電圧は下がります、電圧が下がれば電流は少なくなります。電圧が半分になれば電流も半分に、電圧が1/4になれば電流も1/4に・・・・・・電圧が1/100になれば電流も1/100に1/1000000000になれば電流も1/1000000000にと言う風にコンデンサから流れ出る電流は時間とともに減っていく訳ですね

時間が経てば経つほど流れる電流は減っていく、と言う事はコンデンサの電圧が下がる頻度が減る、つまりなかなか下がらないとなります。

たとえ話ですがコップにお湯を入れて放置した場合もよく似ていますね。室温との差が大きければどんどん冷めますが室温に近くなればなるほど熱が逃げにくくなりますのでなかなか室温と同じにはなりません。

計算上はコンデンサの電圧は永久にゼロにはならず、コップのお湯も永久に室温と同じにはならないと言う事です。
時間とともに電圧は限りなくゼロに、コップのお湯は限りなく室温に近づくとしかいえません。

回答No.2

info22

電源を取り除いた後の回路構成が分かりませんので回答ができません。
電源が直流の３Vでいいですね？

RCの直列回路
（１）－－－Ｃ－－－Ｒ－－－－（２）

充電は上の回路でコンデンサーだけに並列に接続して充電してから電源をはずしたということと理解しました。それでいいですね？

電源を取り除いた後の回路が上図の端子（１）と端子（２）を接続しないなら開ループならコンデンサーの電荷は放電しないので３Vのままですね。

上図の端子（１）と端子（２）を接続して閉ループ回路にするなら、
vc(t)＝vc(0)u(t)e^{-(t/(RC)}＝3u(t)e^(-t/10.34)
＝3u(t)e^(-0.09671t)[V]

となります。
ただし、u(t)は単位ステップ関数です。（t<0で0, t≧0で1）

ラプラス変換か、一次の微分方程式を解けば、上記の式が得られます。
電気回路の過渡現象の例題の最初にのっているかと思います。

回答No.1

Denkigishi

あなたがどの程度電気のことを学んだ人なのかによって、説明の方法が分かれます。全く電気のことを履修していない人なら丁寧な解説がいるし、過渡現象論を学習した人なら、教科書を初めからお読みなさいというしかありません。