コンデンサは 15 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。 vC が 4.5 V まで下がるのにどれだけかかるか。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
vC(0) = 15 VR = 2.2 kΩC = 47 µF
t = ms
2.やさしい
コンデンサは 10 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。 vC が 3 V まで下がるのにどれだけかかるか。t を求めよ。
vC(0) = 10 VR = 10 kΩC = 33 µF
t = ms
3.ふつう
電源 Vₛ は R₁ を通してコンデンサを充電し、R₂ は C と並列に接続されています。 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。 t = 10 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 20 VR1 = 2.2 kΩR2 = 10 kΩC = 22 µFt = 10 ms
vC = V
4.ふつう
t = 0 でスイッチが閉じる前、コイルに電流は流れていない。 t = 1 ms でコイルに蓄えられているエネルギー W を mJ で求めよ。
Vs = 15 VR = 47 ΩL = 68 mHt = 1 ms
W = mJ
5.むずかしい
タイマーが t = 0 に、15 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 9.48 V に達したとき、開始からちょうど 200 ms 後に作動しなければならない。 R = 47 kΩ のとき、必要な静電容量 C を求めよ。
Vs = 15 VVth = 9.48 VT = 200 msR = 47 kΩ
C = µF
6.むずかしい
R2 の両端のスイッチは長い間開いていたので、コイルの電流は定常である。t = 0 にスイッチが閉じて R2 を短絡する。 t = 0 からどれだけ後に、コイルの電流は 0.352 A に達するか。t を求めよ。
Vs = 15 VR1 = 33 ΩR2 = 20 ΩL = 150 mH
t = ms
解答
- 1. t = 124.5 ms
- 2. t = 397.3 ms
- 3. vC = 3.653 V
- 4. W = 0.8624 mJ
- 5. C = 4.257 µF
- 6. t = 2.338 ms
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