電気回路・電磁気の基礎
充電されていないコンデンサに、抵抗Rを通して直流電圧Eを加えた。加えた直後のコンデンサの状態として正しいものはどれか。
- A両端の電圧はEで、電流は流れない
- B両端の電圧は0で、短絡と同じように振る舞い、電流 E/R が流れる
- C両端の電圧はE/2で、抵抗と電圧を半分ずつ分け合う
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正解：B. 両端の電圧は0で、短絡と同じように振る舞い、電流 E/R が流れる
コンデンサの電圧は蓄えた電荷で決まり(V = Q/C)、電流が有限なら電荷は瞬間には変わらないため、電圧も急には変わりません。そのため加えた直後の電圧は0のままで、コンデンサは短絡のように振る舞い、電流は E/R になります。その後、電圧は時定数 RC でEに近づき、十分に時間がたつと電流は0になって、開放と同じになります。
- A. 電圧がEで電流が流れないのは、十分に時間がたった後の状態です。
- B. 正しい。電圧は急に変わらないため、直後は0で、電流 E/R が流れます。
- C. 抵抗とコンデンサで電圧が半分ずつになる時点はありますが、加えた直後ではありません。