問題初め電荷のない静電容量50 μFのコンデンサを、20 kΩの抵抗を通して100 Vの直流電源に接続した。接続から1.0秒後のコンデンサの端子電圧は約何Vか。ただし、e⁻¹=0.368とする。
- a37 V
- b50 V
- c86 V
- d63 V
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正解:d. 63 V
正解は「63 V」。時定数はτ=RC=20×10³×50×10⁻⁶=1.0 sで、接続から1.0秒後はちょうどt=τである。充電時の電圧はv=V(1−e^(−t/τ))なので、100×(1−0.368)=63.2 Vとなる。「37 V」は誤り。100×e⁻¹=36.8 Vで、最終値から残っている差の分(放電時の値)である。「50 V」は誤り。電圧が時間に比例して直線的に上がるとみなした値で、指数関数的な変化とは合わない。「86 V」は誤り。t=2τ(2.0秒後)の値(約86 V)である。
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