電験三種 平成23年度(2011) 理論 問10 過去問解説
図のように，2種類の直流電源，$R$[Ω]の抵抗，静電容量 $C$[F]のコンデンサ及びスイッチSからなる回路がある。この回路において，スイッチSを①側に閉じて回路が定常状態に達した後に，時刻 $t = 0$[s]でスイッチSを①側から②側に切り換えた。②側への切り換え以降の，コンデンサから流れ出る電流 $i$[A]の時間変化を示す図として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 図の(1)
- (2) 図の(2)
- (3) 図の(3)
- (4) 図の(4)
- (5) 図の(5)
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正解は(3)
使う公式
オームの法則 $i = \dfrac{V}{R}$（i：電流[A]、V：抵抗にかかる電圧[V]、R：抵抗[Ω]）
コンデンサの電圧 コンデンサの電圧は、すぐには変わらない
解説
【考え方】切り換えた瞬間、C の電圧は 2E のままです。電源 E との差 E が R にかかるので、はじめの電流は $\dfrac{E}{R}$ です。
■1 ①側のとき
十分に時間がたつと、C は電源と同じ 2E まで充電され、電流は流れなくなります。
■2 ②側に切り換えたあと
C の 2E と電源の E の差 E が R にかかります。C は E まで放電し、電流は0に近づきます。電流は C から流れ出す向きなので正です。
$i(0) = \dfrac{2E - E}{R} = \dfrac{E}{R}$ → $E/R$ から始まり、0 に近づく
答えは(3)ピヨ。
十分に時間がたつと、C は電源と同じ 2E まで充電され、電流は流れなくなります。
■2 ②側に切り換えたあと
C の 2E と電源の E の差 E が R にかかります。C は E まで放電し、電流は0に近づきます。電流は C から流れ出す向きなので正です。
$i(0) = \dfrac{2E - E}{R} = \dfrac{E}{R}$ → $E/R$ から始まり、0 に近づく
答えは(3)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10