理論電気回路直流回路★★☆☆☆
直流定常状態でのコイルとコンデンサのエネルギー
概要
直流回路が定常状態に達したとき、コイルは短絡、コンデンサは開放として扱える性質を利用して、各素子に蓄積されるエネルギーを求める手法を扱う。WL = 12LI2 および WC = 12CV2 の公式が中心となる。直流回路のエネルギー計算問題で頻出。
📖用語
インダクタ（コイル）：電流の変化を妨げる性質（インダクタンス）を持つ素子。単位はH（ヘンリー）。
インダクタンス（L）：コイルが磁気エネルギーを蓄える能力の大きさを表す定数。
静電容量（C）：コンデンサが電荷（静電エネルギー）を蓄える能力の大きさを表す定数。単位はF（ファラド）。
短絡（ショート）：素子の両端を抵抗ゼロの導線でつないだ状態と等価に扱うこと。
開放（オープン）：電流が流れない切断状態と等価に扱うこと。
直流定常状態での素子の振る舞い
直流回路が十分に時間経過して定常状態になると，コイルとコンデンサは次のように振る舞う。
•コイル（インダクタ）：短絡（ショート）と等価。電流は抵抗のみで決まる。
•コンデンサ：開放（オープン）と等価。電流は流れない。
📐基本公式：蓄積エネルギー
•コイルのエネルギー：WL = 12L I2
L：インダクタンス [H]，I：コイルに流れる定常電流 [A]
•コンデンサのエネルギー：WC = 12C V2
C：静電容量 [F]，V：コンデンサの端子電圧 [V]
使い方・ポイント
•定常電流は「コイル = 短絡・コンデンサ = 開放」で簡略化した回路で計算する。
•コンデンサの端子電圧は，並列に接続された素子の電圧と等しい。
•エネルギー総和 W = ΣWL + ΣWC で求められる。
関連問題数:1問
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