💡 ヒント:コンデンサーを含む直流回路

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

回路中にコンデンサー \(C\) があり、充電が完了して定常状態になったときを考えます。定常状態では、コンデンサーに電流は流れません(満タンの状態)。だから「C の分岐は断線と同じ」と考えてよく、回路を単純な直列回路に読み替えられます。

コンデンサーの両端の電圧は、C に並列に接続されている抵抗の電圧降下と等しくなります(同じ2点間の電位差だから)。

✏️ 求めるもの

(1) コンデンサー \(C\) の両端の電位差 \(V\)
(2) コンデンサー \(C\) に蓄えられる電気量 \(Q\)

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. C を断線として扱う:C の枝を消した回路(\(r, R_1, R_2\) の直列)を描き直す
  2. 回路電流を求める:\(I = E / (r + R_1 + R_2)\) で文字式→数値代入
  3. C の電圧を求める:C と並列な \(R_2\) の電圧降下 \(V = R_2 \times I\)
  4. 電気量を求める:\(Q = C V\) に代入。単位(μF × V = μC)に注意
注意

コンデンサーを含む直流回路では、「定常状態 = C の分岐が断線と同じ」という考え方が鉄則です。C と抵抗が並列か直列かで式の立て方が変わるので、回路図を丁寧に読み取りましょう。