回路解析(交流回路・線形回路・過渡現象)
図の回路で、E = 12 V、R1 = 4 Ω、R2 = 12 Ω、J = 2 A である。R1 に流れる電流の大きさと向きとして正しいものはどれか。
- A節点AからEの側へ0.75 A
- BEの側から節点Aへ0.75 A
- CEの側から節点Aへ2.25 A
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正解：A. 節点AからEの側へ0.75 A
重ね合わせの理で、電源を1つずつ働かせます。Eだけ(Jを開放)では、R1 と R2 の直列に 12/(4 + 12) = 0.75 A が、Eの側から節点Aへ流れます。Jだけ(Eを短絡)では、Jの2 Aが R1 と R2 に分かれ、R1 には 2 × 12/(4 + 12) = 1.5 A が節点AからEの側へ流れます。向きを考えて足すと 1.5 − 0.75 = 0.75 A で、節点AからEの側へ流れ、Eは電力を受け取る(充電される)向きになります。節点電圧 VA = 15 V からも、(15 − 12)/4 = 0.75 A と確かめられます。
- A. 正しい。重ね合わせると、節点AからEの側へ0.75 Aです。
- B. 大きさは合っていますが向きが逆で、Eだけによる電流の向きです。Jによる1.5 Aのほうが大きいので、合計の向きは逆になります。
- C. 2つの電流の向きを考えずに、0.75 + 1.5 = 2.25 A と足した値です。