t = 0 でスイッチが閉じるとき、コンデンサは充電されていない。 スイッチを閉じてからどれだけ後に、コンデンサの電圧は最終値の 75% に達するか。t を求めよ。
解答つきRC・RL 過渡現象ワークシート
1.やさしい
Vs = 15 VR = 4.7 kΩC = 47 µF
t = ms
2.やさしい
コンデンサは 5 V に充電されている。t = 0 にスイッチが閉じ、コンデンサは R を通して放電する。 t = 120 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
vC(0) = 5 VR = 6.8 kΩC = 22 µFt = 120 ms
vC = V
3.ふつう
コイルには 1.5 A の定常電流が流れている。t = 0 にスイッチが R を通るループを閉じ、電源が切り離されるので、コイルの電流は R を通して減衰する。 t = 15 ms における電流 i を求めよ。
i(0) = 1.5 AR = 10 ΩL = 68 mHt = 15 ms
i = A
4.ふつう
コイルには 2 A の定常電流が流れている。t = 0 にスイッチが R を通るループを閉じ、電源が切り離されるので、コイルの電流は R を通して減衰する。 t = 5 ms における電流 i を求めよ。
i(0) = 2 AR = 47 ΩL = 220 mHt = 5 ms
i = A
5.むずかしい
t = 0 でスイッチが閉じる直前、コンデンサは図の極性で 10 V に充電されている。 vC が 14 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 15 VR = 3.3 kΩC = 10 µFvC(0) = 10 V
t = ms
6.むずかしい
タイマーが t = 0 に、9 V の電源から抵抗を通して充電されていないコンデンサの充電を始める。コンデンサの電圧が 6.75 V に達したとき、開始からちょうど 20 ms 後に作動しなければならない。 C = 4.7 µF のとき、必要な抵抗 R を求めよ。
Vs = 9 VVth = 6.75 VT = 20 msC = 4.7 µF
R = kΩ
解答
- 1. t = 306.2 ms
- 2. vC = 2.242 V
- 3. i = 0.1652 A
- 4. i = 0.6873 A
- 5. t = 53.11 ms
- 6. R = 3.07 kΩ
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