ブログはじめました!( JR6RMQ )

写真付きで日記や趣味を書くならgooブログ

コンデンサ

2024-03-04 08:49:23 | 電気回路

知恵袋 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q11294321926

▶別解

C1の電荷を空っぽにして計算し易くする為に、

C1の2CV[クーロン]を、一旦、等価電圧(2CV/C1=2V)へ置き換える(図2)

この時、C1,C2は(暫定的に)空っぽの状態 スイッチを閉じると電源は等価的にV−2V=−V (つまり逆向きの電圧V)になる。図4

図4の等価電圧VによりC1,C2に溜まる電荷量Q=CV/2 (図5)

等価電圧Vを元の2つの電圧に復元する(図6)

図6の等価電圧2V[V]を、C1へ戻す(図7)

図7より

∴C1の電荷量Q1=2CV−CV/2=3CV/2 [クーロン] …(答え)

∴C2の電荷量Q2=CV/2 [クーロン] …(答え)

 

▶別解2

≫一旦、2CVを無視して考えたのですが

≫この考え方はなぜダメなのでしょうか?

ダメではありませんよ、⭕です。 但し、必ず最後に2CVはC1の所へ戻してください。 あと、肝要なのは、C1の2CVを無視する代わりに、C1の電圧=2CV/C1=2Vを(この回路の場合は)電源=Vより引き算する必要があります。

なので結果的に(って云うか等価的に) 電源の電圧=V−2V=−V つまり電源の等価電圧は、逆方向のV(つまり−V)として考える必要があります。

要するに C1の電荷=2CVを、一旦、無視する代わりに、こう云う等価電源への変換が必要であり、最後に2CVの電荷をC1へ戻す。(←この考え方が肝要なのです)

 

▶別解(計算)

(下図:等価回路) C1の2CVを一旦、取り除きます。(でも、必ず、最後には戻してください)

C1,C2は空っぽの状態と考え(図2)、その合成容量はC/2なので(等価電源=−Vなので)各コンデンサの電圧は−V/2です。

だから各コンデンサに蓄えられる電気量(電荷量)は(公式よりQ=CVだから)図4より

C1の電気量Q1=C×(−V/2)=−CV/2

C2の電気量Q2=C×(−V/2)=−CV/2

(この時の電圧の向きを意識してください)

これのC1に(2CV)を(電圧の向きを考慮しながら)戻すと

C1の電気量Q1=2CV−CV/2=3CV/2

C2の電荷量Q2=−CV/2

ここで各コンデンサの電気量を大きさだけに着目すると電圧の方向は関係なく大きさ(絶対値)として

C1の電気量Q1=2CV−CV/2=3CV/2 …(答え)

C2の電荷量Q2=CV/2 …(答え)

(図5)


コンデンサの繋ぎ換え

2024-02-07 15:41:12 | 電気回路

知恵袋:https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q12293051302

 

▶↑は保存則での解法

▶別解

(C1,C2は直列、電荷を等価電圧へ置換えて解く方法)

C1の静電容量C1=1.0μF
C2の静電容量C2=2.0μF
みたいですのでC1の始めの電圧V1=30μC/1.0μF=30V、↑向きの電圧

なので図bの様に繋ぐとC1,C2に新たに追加される電荷量Q'は
(公式 Q=CVで使う電圧Vは
等価電源の電圧Vとして
V=12.0−(C1の電圧V1=30[V])=12.0−30=−18.0[V]

この18.0[V]がマイナスと云う事は等価電源は↓向きの電圧と云う事です。この↓向きと云う電圧の向きを覚えておいてください)

故に
Q'=(C1,C2の直列の合成容量)×(−18.0V)
=1/(1/1.0+1/2.0)×18.0
=2.0/3×18
=2.0×6
=12.0μC(↓向きの電圧)

この電荷量Q'が図bのC1,C2に溜まるのですが、C1には予め30μCの電荷(↑向きの電圧)があったので、
図bにおけるC1,C2の各電荷量Q,Q'は

Q=30−Q'=30−12.0=18.0μC、↑向きの電圧18.0[V]
Q'=12.0μC、↓向きの電圧6.0[V]

なのでC2の電圧は↓向きの電圧なので
TはSよりも電位が6.0[v]高い
と云う事です。


電気回路

2024-02-06 09:07:48 | 電気回路

知恵袋:https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q12292856317


トランジスタ 動作 原理

2024-01-28 08:21:39 | 電気回路

▶知恵袋より

https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14292182354

 

https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14292465739

 

https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13280691318?__ysp=44OI44Op44Oz44K444K544K%2F44CA5Y6f55CG


コンデンサの繋ぎ替え

2024-01-18 00:06:02 | 電気回路

 

▶第3の解き方
S1閉じ定常状態後のQ1,Q2は
(同じ電荷量Qなので、キルヒホッフの第2法則、電荷の公式V=Q/Cより)

30=V1+V2=Q/C1+Q/C2=Q×(1/1+1/2)=2Q/3より
Qを求めるとQ=Q1=Q2=30/(3/2)=20[μC]

S1開き、S2閉じ定常状態後のQ2,Q3は
(C2,C3は同じ電圧V[V]で定常状態になるので、孤立部分における電荷の保存則、電荷の公式Q=CVより)

Q=20=Q2+Q3=C2V+C3V=(2×V)+(3×V)=5×V [μC]より
(公式V=Q/Cを使ってVを求めると)V=20/5=4[V]
∴Q2=2×4⁼8μC、∴Q3=3×4=12μC

S2開き、S1閉じ定常状態後のQ1,Q2を求めると
(S1閉じる直前のC1,C2の電圧20V,4V
なので30Vとの電位差は) 30-20-4=6V
この6VによりC1,C2に新たに充電される電荷をQ’とすると
Q’=1×6×2/(1+2)=4[μC] (又は Q’=2×6×1/(1+2)=4[μC])
(この時、C1,C2は直列だから、この電荷量Q’=4μCが新たに追加されるので)
∴Q1=20+4=24[μC]
∴Q2=8+4=12[μC]


こんな解法もありますよ、(^o^)ノ


▼つなぎ替え2

(1)、