電験三種 平成23年度(2011) 理論 問16(a) 過去問解説

問16(a) 《過渡現象(LC回路の振動電流の波形)》
図のように,電圧 100[V]に充電された静電容量 $C = 300$[μF]のコンデンサ,インダクタンス $L = 30$[mH]のコイル,開いた状態のスイッチSからなる回路がある。時刻 $t = 0$[s]でスイッチSを閉じてコンデンサに充電された電荷を放電すると,回路には振動電流 $i$[A](図の矢印の向きを正とする)が流れる。このとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし,回路の抵抗は無視できるものとする。 (a) 振動電流 $i$[A]の波形を示す図として,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問16(a)の図
  1. (1) 図の(1)
  2. (2) 図の(2)
  3. (3) 図の(3)
  4. (4) 図の(4)
  5. (5) 図の(5)
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正解は(1)
解説
【考え方】S を閉じた瞬間の電流と、電流が最初に流れる向きを考えます。 ポイント:コイルは電流の急な変化をさまたげるので、コンデンサの放電の電流は 0 から始まります。 ■1 はじめの電流 S を閉じた瞬間、コイルがあるので電流はすぐには流れません。電流は 0 から始まります。 ■2 電流の向き コンデンサの上の板が+なので、電流は上から S を通って、コイルを下向き(矢印の向き)に流れます。 だから、正の向きに増えていきます。 ■3 振動のようす 抵抗がないので、電流は弱まらずに、同じ大きさでずっと振動します。 0 から正の向きに始まり、大きさが変わらない正弦波(sin の形の波)は (1) です。 答えは(1)ピヨ。
出典:平成23年度(2011) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)理論 問16(a)