抵抗とコンデンサの回路

このQ&Aのポイント
  • 抵抗とコンデンサの回路において、内部抵抗を無視できる条件下で、起電力E、抵抗R1,R2、静電容量C1,C2,C3のコンデンサ、スイッチS1,S2がある。 まずはスイッチS1を閉じた状態でのC1,C2の電荷と両端電圧を求める。 次に、S1を開き、S2を閉じた状態でのC2,C3の電荷と両端電圧を求める。 最後に、再びS1を閉じた状態での抵抗R1を流れる電流とC1,C2の電荷と両端電圧を求める。
  • 質問文章は抵抗とコンデンサの回路について述べています。内部抵抗を無視して、起電力E、抵抗R1,R2、静電容量C1,C2,C3のコンデンサ、スイッチS1,S2が配置されています。まずはS1を閉じた状態でのC1,C2の電荷と両端電圧を求めます。次にS1を開き、S2を閉じた状態でのC2,C3の電荷と両端電圧を求めます。最後に再びS1を閉じた状態での抵抗R1を流れる電流とC1,C2の電荷と両端電圧を求めます。
  • この質問は抵抗とコンデンサの回路についての問題です。内部抵抗を無視し、起電力E、抵抗R1,R2、静電容量C1,C2,C3のコンデンサ、スイッチS1,S2が設置されています。最初にS1を閉じた状態でのC1,C2の電荷と両端電圧を求めます。次にS1を開き、S2を閉じた状態でのC2,C3の電荷と両端電圧を求めます。最後に再びS1を閉じた状態での抵抗R1を流れる電流とC1,C2の電荷と両端電圧を求めます。
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抵抗とコンデンサの回路

したのような回路で内部抵抗が無視できる起電力E、抵抗R1,R2, 静電容量C1,C2,C3のコンデンサ、 S1,S2のスイッチがある。 はじめ、コンデンサは充電しておらず、スイッチは双方開いている。          ---||------R2------          | C3       |          S2         |          |         |     ―――||――――――||――     |   C1      C2    |     R1               |     |               |     -------S1----------E---- (1)まずスイッチS1を閉じて、電荷移動が終わった時点での C1,C2に蓄えられる電荷Q1,Q2ならびにC1,C2の両端電圧V1,V2を求めよ。 (2)S1を開き、S2を閉じて電荷移動が終わった時点での C2,C3に蓄えられる 電荷Q2,Q3ならびにC2,C3の両端電圧V2,V3を求めよ。 (3)S2を開き、再びスイッチS1を閉じた。 この直後抵抗R1を流れる電流Iを求めよ。 電荷移動が終わった時点での C1,C2に蓄えられる電荷Q1,Q2ならびにC1,C2の両端電圧V1,V2を求めよ。 (1)と(2)は普通にできるのですが、(3)の電流とその後の電荷が わかりません。直列だからQ1,Q2は等しいだろうと思うのですが 帯電電荷をどのように考慮すればよいか困っています。

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回答No.1

S2はC1とC2の接続点につながっているのですよね。 (3)で S1を閉じた直後に、R1の両端にどれだけの電位差がかかるか、を考えれば、Iは計算できます。 また、(2)の過程で、C1とC2の電荷に差ができています。(3)で直列に接続なっているので、C1とC2の電荷の変化量(移動量)は等しくなりますが、最終的な電荷Q1,Q2は等しくはなりません。 電荷の移動が完了した時点で、E=V1+V2が成り立つこと、 上記のように、Q1,Q2の変化分が等しいこと、 (2)の過程が完了した時点でのV1,V2,(Q1,Q2)が計算できていること から、Q1,Q2,V1,V2が計算できます。

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