図のように,電圧E[V]の直流電源,スイッチS,R[Ω]の抵抗及び静電容量C[F]のコンデンサからなる回路がある。
この回路において,スイッチSを1側に接続してコンデンサを十分に充電した後,時刻t=0sでスイッチSを1側から2側に切り換えた。
2側に切り換えた以降の記述として,誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
ただし,自然対数の底は,2.718とする。
(図:E[V]の直流電源,切換スイッチS(1側:電源,2側:短絡),R[Ω]の抵抗(端子電圧v_R[V]),電流i[A],C[F]のコンデンサ(端子電圧v_C[V])からなる回路)
正答5
解説
正解は(5)。
時刻t=0での放電電流はi(0)=E/R(コンデンサの初期電圧EとRのみで決まる)であり,Cの値には関係しない。
よって(5)の記述が誤り。
時定数τ=RC(1),Rが大きいほど緩やかに減少(2),t=τでv_C=E/e≈0.368E(3),放電時は電流の向きが充電時と逆転しv_Rは負(4)は,いずれも正しい記述である。