高校物理
5分で解ける!RLC直列回路に関する問題
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練習の解説授業
インピーダンスZ=√{R2+(ωL−1/(ωC))2}
まず問題文の情報を図に描き込んで整理しましょう。
抵抗R、コイルL、コンデンサーCについて、それぞれ抵抗に相当する値が与えられていますね。求める インピーダンスZ[Ω] とは、 合成抵抗に相当する値 でした。
Z=√{R2+(ωL−1/(ωC))2} [Ω]
より、必要な値を代入すれば答えが求まります。
Z=√{R2+(ωL−1/(ωC))2} [Ω] の式は、ベクトルVR,VL,VCの和の等式がもとになっていることもおさえておきましょう。
電流Ie、電圧Veの間にはオームの法則が成立
電流の実効値Ie[A]、電圧の実効値Ve[V]、インピーダンスZ[Ω]の間には、オームの法則より、
Ve=ZIe
が成り立ちます。(1)で求めた値を代入して、Ieを求めましょう。
抵抗R、コイルL、コンデンサーCを交流電源に直列に接続した RLC直列回路 ですね。(1)では回路全体のインピーダンスZ[Ω]の値を、(2)では電流の実効値Ie[A]を求めます。