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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:コンデンサの電荷の時間変化)

コンデンサの電荷の時間変化とは?

このQ&Aのポイント
  • コンデンサの電荷の時間変化を求めるときには、場合分けが必要になる場合があります。
  • コインのようなコンデンサには正負の電荷が帯電しており、スイッチの切り替えによりこれらの電荷が入れ替わったり戻ったりします。
  • 回路が閉じているため、エネルギーは保存されると考えられます。

質問者が選んだベストアンサー

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  • el156
  • ベストアンサー率52% (116/220)
回答No.1

2階の微分方程式ですから、解はもう少し複雑です。解説はリンク先を見て下さい。微分方程式は一つですが、Rの大きさによって解の形は変わります。Rが大きければ素直に減衰しますが、Rが小さいと振動的になります。コイルとコンデンサの間でエネルギーや電荷が行ったり来たりするのはRが小さい場合です。さらにRが小さければそれだけ振動が長く続きます。Rはダンパーですから、直感的にも理解できるのではないかと思います。Rが電力を消費するのでエネルギーは保存されず、振動的でも次第に減衰して行きます。現実は別として、理論上(計算上)だけならR=0のときエネルギーが保存されて永久に振動を続けます。

参考URL:
http://www.phys.shimane-u.ac.jp/mochizuki_lab/PM7.pdf

その他の回答 (1)

  • JOUNIN
  • ベストアンサー率59% (19/32)
回答No.2

回路の問題では回路方程式を立てればそれで終わりです コンデンサの下側極板にたまる電荷をQ、コンデンサの下側極板に流れこむ電流をIと定義します。 このとき回路方程式は Q/C+RI=-LdI/dt…(1) I=dQ/dt…(2) また初期条件は Q(0)=-CE…(3) I(0)=0…(4) である これでこの回路をすべて記述したことになります あとはこの微分方程式を解くだけです

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