電気量

質問

スイッチをaに入れた直後の電流I0はいくらか。
そして十分に時間がたった後,bに切り替える。この直後の電流I1はいくらか。
最終までに3Rの抵抗を通る電気量はいくらか。

I0=V/3R
I1=3V/5R
というのは分かりましたが、最終までに3Rの抵抗を通る電気量の求め方がわかりません
教えてください

回答No.2

178-tall · ベストアンサー

>I0=V/3R　I1=3V/5R　というのは分かりましたが、最終までに3Rの抵抗を通る電気量の求め方がわかりません…

「最終までに3Rの抵抗を通る電気量」は？
　b に切り替えたタイミングの C の電荷 Q1
　その後、定常状態に達したときの電荷 Q2
とすれば、その増分 Q2 - Q1 ですね。

Q1 = -CV 、Q2 = 2CV らしいから、Q2 - Q1 = 3CV 。
これは、#1 さんの結果と同じ。

>Ｑ１=ＣＶではないのですか？

スイッチ切り替え前後で電源の極性が反転してるから、です。

補足

よく分かりました
ありがとうございました

回答No.1

Tann3

スイッチａを入れて十分時間が経ったときに、コンデンサに充電されている電気量は、図の上（電極Ａ）側を基準にして

Ｑ１＝Ｖ／Ｃ

です。スイッチａを開いてもこの電荷はコンデンサに留まります。（電流の流れるルートがないため）

　次に、スイッチｂを閉じると、右半分の回路に電流が流れて、十分時間が経ったときに、コンデンサに充電されている電気量は

Ｑ２＝－２Ｖ／Ｃ

となります。（電源電圧は、図が切れていますが、２Ｖとして計算）
　このときは、電源の向きから、図の下側（電極Ｂ）側がプラスとなり、従って電極Ａの電荷量としてはマイナスとなります。

　スイッチａが入っているときには３Ｒの抵抗に電流は流れていませんので、スイッチａを切った状態からスイッチｂを入れた後に流れた電荷量のみを考慮すればよいわけです。
　従って、３Ｒの抵抗を流れた電気量（電荷）は、この２つの差ですから、

ΔＱ＝　Ｑ１　－　Ｑ２　＝　３Ｖ／Ｃ

ということになります。

　スイッチａとｂとで、電源の向きが逆になるところがこの問題のポイントでしょうか。

補足

確かに切れている部分は2Vです 失礼しました

コンデンサに充電されている電気量が、Ｑ１＝Ｖ／Ｃとなるのはなぜですか？
Ｑ１=ＣＶではないのですか？