問 題
図の回路は、スイッチ S を閉じた状態で十分な時間が経過しており定常状態にあるものとする。時刻 t = 0でスイッチ S を開いた場合、電流 i(t) の時間的変化の概形として最も妥当なのはどれか。
正解 (2)
解 説
以下のように、スイッチを開いた瞬間、i(t) = 0 と考えられます。
そして、コイル含む閉回路になるから、電流の変化 → 電磁誘導で変化を妨げる方に電流が発生するように磁界発生(自己誘導)します。そして少しずつ電流変化減少 → 自己誘導が弱くなる → 結果的に r+R を抵抗として、起電力が E 、V = RI より I = E/(r+R) におちついていくと考えられます。
つまり、始めが 0、最後の方が E/(r+R) になるようなグラフが妥当です。選択肢 1,3,5 は t = 0 の時 0 でなく不適切です。 選択肢 4 は不自然なピークがあるため誤りです。
以上より、正解は 2 です。
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