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投稿者 スレッド
webadm
投稿日時: 2012-4-14 6:36
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3107
続々:LC直列回路
次の問題は前問と同じ回路で、初期条件が異なる。

キャパシタンスCを直流電圧Eで充電した後、インダクタンスLを通じて放電する場合、電荷および電流はどうなるか。



というもの。

初期状態でCにはC*Eなる電荷が充電されているのは明らか。スイッチを切り替えると、C側からL側へ電流が流れるにつれCに蓄えられている電荷は減少する。一方Lはそれ以前の電流0を保とうとする電圧降下が生じ、t=0でi(-0)=i(+0)=0となる。電圧の発生は電圧の印可よりも遅れるので均衡は崩れ、電流が次第に流れだし、Cの電荷が減ると同時にLの電圧降下も減じてくる。双方の電圧が0に達した時流れる電流が極大(極小)点をとり、電流は逆方向に増加していく。それを延々と繰り返すことになると予想される。

電荷量不変の理により以下の関係式が成り立つ



これをHeaviside演算子とベクトルで書き直すと



これを演算子法で解くと



ということになる。

C=L=E=1としてプロットすると



ということになる。

固有周波数は前問と同じだが、電流の振幅幅がちょっと違っている。前問ではLの二乗根に比例し、Cの二乗根に反比例したが、今度は逆である。それはエネルギーを最初に蓄えていたのがどちらかを考えれば納得がいく。

P.S

先にLに電圧が印可され、電流を0に保とうとするLの起電圧が生じるのが必ず遅れると予想した。それは正しいと思われるが、どうしてだろう。いずれ電磁気学理論で学ぶことになると思われる。
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題名 投稿者 日時
   過渡現象演習問題 webadm 2011-11-1 17:19
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