2023年度 下期 理論 問10
問題文
この問題の誤りを報告図のように、電圧 の直流電源、スイッチS、 の抵抗及び静電容量 のコンデンサからなる回路がある。この回路において、スイッチSを1側に接続してコンデンサを十分に充電した後、時刻 でスイッチSを1側から2側に切り換えた。2側に切り換えた以降の記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、自然対数の底は、2.718とする。
出典：第三種電気主任技術者 2023年度 下期 理論 問10
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正答：(5)
要点
正解は(5)。RC回路を放電側へ切り替えた直後は、コンデンサ電圧が初期値として残ります。初期電流は で決まり、静電容量 は減衰の速さに効く点を区別します。
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正解は(5)です。
この問題では、切替直後のコンデンサ電圧は急変しないため、 の電流とその後の時定数の役割を分けて判断します。
スイッチを2側に切り替えた瞬間（放電回路）、コンデンサは電圧源 として振る舞います。
・(5)について： における電流 は、オームの法則により （向きを図の定義に従えば負）となります。この初期電流の大きさは電圧 と抵抗 だけで決まり、静電容量 には依存しません（ は減衰の速さ、つまり時定数に関係します）。したがって、(5)が誤りです。
・(4)について：放電電流は図の矢印 と逆向き（左向き）に流れます。抵抗の電圧降下 の矢印は左向き（左が高電位）を正として定義されていますが、電流が右から左へ流れるため、右側が高電位となります。したがって は負の値となります。
この問題で見落としやすいのは、静電容量 が初期電流の大きさではなく、放電電流の減衰速度を決める点です。選択肢(5)のように初期電流へ を直接含めると、時定数と初期値を混同した判断になります。