電気信号の伝達時間に関する質問です。

質問

図の回路でプラス側の導体の長さは６０万ｋｍ、マイナス側の導体の長さは３０万ｋｍとします。
スイッチSを投入してから豆球が点灯するまでの時間は何秒ですか？
但し
導体の抵抗はゼロ
電気信号の速さは光速（３０万ｋｍ／秒）に等しい
豆球は電気信号到達と同時に点灯するとします。

回答No.1

imoriimori · ベストアンサー

なるほど面白いですね。
これはおそらく具体的な線の張り巡らし方で答えは変わるんでは無いでしょうか。
電源Eの下側が大地の電位に固定されているとして、豆球は３０万キロの上空にあり、６０万キロメートルの線は大きく迂回して豆球に到達する。
そういう状況だと、豆球に電場の変動が伝わるのは２秒後。（もっとも、電線の周囲での電磁界の伝搬速度は自由空間よりも遅いので、３秒前後になるのではないかと思いますが、以下このことは無視します。）
スイッチの上側が大地に固定されているなら、逆に１秒後。
どっちが大地であろうが、６０万キロメートルの電線が図のようにジグザグに折りたたまれていて、それが極めて細かいピッチであったとすると、３０万キロの電線とほぼ併走して電磁場は進行するので、１秒後。
専門家のご解答に期待しましょう。

お礼

回答有難うございます。

＞そういう状況だと、豆球に電場の変動が伝わるのは２秒後。（もっとも、電線の周囲での電磁界の伝搬速度は自由空間よりも遅いので、３秒前後になるのではないかと思いますが、以下このことは無視します。）

単純にこの装置が宇宙空間にありマイナス側は直線、プラス側は大きく迂回しているとすれば「２秒＋α」ということですね。

回答No.2

178-tall

自由空間でのストレート線路だけなら、
　特性インピーダンス = 377 オーム 位
　光速 = 30万 km/sec /秒 位
として、インピーダンス整合を想定した勘定をしたくなりますね。

問題は「折れ曲がり区間 (meander line)」。
meander line は「波長短縮効果」をもつでしょう。
手軽な勘定法はわかりません。

降参！
　↓
参考URL

参考URL：

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.131.394&rep=rep1&type=pdf

お礼

回答有難うございます。

＞降参！
　↓
参考URL

見た瞬間に降参しました。