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 7.5 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) = 10 VR = 4.7 kΩC = 33 µF
t = ms
2.やさしい
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。 回路の時定数 τ を求めよ。
Vs = 12 VR = 2.2 kΩC = 68 µF
τ = ms
3.ふつう
コイルには 0.5 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。 電流が 0.25 A まで下がるのにどれだけかかるか。t を求めよ。
i(0) = 0.5 AR = 20 ΩL = 220 mH
t = ms
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。 スイッチを閉じてからどれだけ後に、電流が最終値の 75% に達するか。t を求めよ。
Vs = 5 VR = 15 ΩL = 100 mH
t = ms
5.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 5.69 V に達したとき、開始からちょうど 500 ms 後に作動しなければならない。 R = 1 kΩ のとき、必要な静電容量 C を求めよ。
Vs = 9 VVth = 5.69 VT = 500 msR = 1 kΩ
C = µF
6.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 7.5 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 = 10 µF のとき、必要な抵抗 R を求めよ。
Vs = 15 VVth = 7.5 VT = 20 msC = 10 µF
R = kΩ
解答
- 1. t = 44.62 ms
- 2. τ = 149.6 ms
- 3. t = 7.625 ms
- 4. t = 9.242 ms
- 5. C = 499.9 µF
- 6. R = 2.885 kΩ
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