「電気と資格の広場」 http://cgi.din.or.jp/~goukaku/ 【問題 2】図のように

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【問題 2】図のように、開いた状態のスイッチ S、R〔Ω〕の抵抗、インダクタンス L〔H〕
のコイル、直流電源 E〔V〕からなる直列回路がある。この直列回路において、スイッチ S
を閉じた直後に過度現象が起こる。この場合に、「回路に流れる電流」
、「抵抗の端子電圧」
及び「コイルの端子電圧」に関し、時間の経過にしたがって起こる過度現象として、正し
いものを組み合わせたのは次のうちどれか。
回路に流れる電流
抵抗の端子電圧
コイルの端子電圧
(1)
大きくなる
低下する
上昇する
(2)
小さくなる
上昇する
低下する
(3)
大きくなる
上昇する
上昇する
(4)
小さくなる
低下する
上昇する
(5)
大きくなる
上昇する
低下する
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回答(5)
解説
回路に流れる電流を i[A]とすると、キルヒホッフの法則からスイッチ S を閉じた直後に次式
が成り立ちます。
Ri+L
=E
さて、インダクタンス回路では、スイッチを入れても電流が急激に増えない。
そのため、t=0 で i=0、t=∞で i= である。
よって、抵抗の端子電圧 vR も t=0 で vR=iR=0、t=∞で vR=E である。
コイルの端子電圧 VL は、t=0 で VL=E、t=∞で VL=0 である。
以上を図にすると下図となります。
i
Im=
i
t
0
v
E
vR
VL
0
ゆえに、選択肢は、(5)となります。
t