💡 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

例題10 と同じタイプの問題です。回路中にコンデンサー \(C\) があるとき、十分時間が経過した定常状態では「C に電流が流れなくなる(満タンに溜まって、これ以上電荷を受け付けない)」と考えます。

そのため C の分岐を「断線(開放)」として扱えます。残った部分はただの直列回路(\(r, R_1, R_2\) が直列)になり、オームの法則で電流が求まります。C の両端電圧は、C に並列な抵抗の電圧降下に等しくなります。

✏️ 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 の分岐を断線として扱う:残った回路は \(r, R_1, R_2\) の直列
  2. 電流を求める:\(I = E / (r + R_1 + R_2)\) で文字式を立て、数値代入
  3. C の電圧を求める:C と並列な \(R_2\) の電圧降下が C の電圧 → \(V = R_2 \times I\)
  4. 電気量を求める:\(Q = C V\) に代入する(単位は μF と V なら答えは μC)
注意

コンデンサーと抵抗の関係を「並列」か「直列」かよく見極めましょう。並列なら \(V_C = V_R\)(同じ電圧)、直列なら回路構成が変わります。この問題は C と \(R_2\) が並列なので \(V_C = V_{R_2}\) です。