質問: コイル+コンデンサー+電池で時間が経ったら 物理のエッセンス電磁気の85番の問題ですが、図のような回路でスイッチを閉じて時間が経ったあとのコンデンサーの電気量は、0だと解答に書いてありました。スイッチを入れてから0になるまでの様子を確認したいのですが、 1.スイッチを入れる 2.電流が流れ始める 3.コンデンサーに電荷がたまり始める、コイルに逆起電力が働く 4.コンデンサーに電荷がたまり続ける、コイルの逆起電力がだんだん弱くなる 5.コイルの逆起電力がなくなり、コイルに電流がすいすい通る 6.コイルはただの導線と同じになるからコンデンサーにたまっていた電荷も流れ出す 7.そのうちコンデンサーにたまっていた電荷が全部流れて電荷が0になる 間違いや補足があったら、お願いします。ちなみに、6では電池とコンデンサーの両方から電荷が流れますが、電池からのみ流れていた時と比べて電流は大きくなりますか?私は変わらないと思いますが、合っていますか?
回答: コイルというものは、おっしゃるとおり、電圧が変動しているときにはインダクタンスに相当した抵抗を持ちますが、直流に対しては単なる導線ですから「抵抗ゼロ」です。 直流電圧の電池をつなぐということは、スイッチを入れた瞬間には「電圧変動」がありますが、ある程度の時間がたてば「電圧は一定」という状態になります。つまり、そのときには「コイルの抵抗はゼロ」になっています。 従って、 >1.スイッチを入れる 1+:電圧が急上昇する →このときコイルは抵抗が大きく、コンデンサーは抵抗ほぼゼロです。 >2.電流が流れ始める →上の「1+」に書いたように、その電流のほとんどはコンデンサーを流れます >3.コンデンサーに電荷がたまり始める、コイルに逆起電力が働く >4.コンデンサーに電荷がたまり続ける、コイルの逆起電力がだんだん弱くなる →コンデンサーの電荷がたまると、コンデンサーの電流は小さくなります。 >5.コイルの逆起電力がなくなり、コイルに電流がすいすい通る >6.コイルはただの導線と同じになるからコンデンサーにたまっていた電荷も流れ出す >7.そのうちコンデンサーにたまっていた電荷が全部流れて電荷が0になる ということです。 >ちなみに、6では電池とコンデンサーの両方から電荷が流れますが、電池からのみ流れていた時と比べて電流は大きくなりますか?私は変わらないと思いますが、合っていますか? おっしゃる通り、電流は変わりません。 電池を何個並列につないでも、電流は回路の「電圧」と「抵抗」で決まるので、電流は増えないのと同じです。