こんにちは。
八千代緑が丘校の轟です。
生徒から物理の質問を頂きました。
上記の回路のスイッチを入れると、
コンデンサーに電荷が溜まっていきます。
その時間変化のグラフを描けという問題は
大学入試でもちょくちょく出題されます。
答えは↓のグラフにります。
理系で、物理を受験科目にしている受験生
であれば、どこかで１度は目にしたことのある
グラフなのではないでしょうか。
ただ、教科書にはグラフは掲載されていても、
説明が定性的であるため、生徒からしたら
そうなるのは理解できるけれど、
定量的に(数式に)は、どのように表したら良いのか
教科書に載っていないため、わからないという
質問をよく受けます。
そこで、受験直前で、気になっているんだけど、
よくわからないという受験生向けに、
下に導出課程をご紹介致します。
今、
抵抗の抵抗値をＲ[Ω]、
コンデンサーの電気容量をＣ[F]、
コンデンサーに蓄えられる電荷をＱ[Ｃ]、
回路に流れる電流をI[Ａ]、
電源の電圧をＥ[Ｖ]
と置きます。
式⑨をグラフに描くと↑のグラフになります。
入試においても、解答するだけだったら
結果さえ知っていれば事は足りるかもしれませんが、
「どのように考えるといいのだろう？」
という探求心が素晴らしいですね。
探求心旺盛な高校生たちの疑問に
是非応えていきます。
（八千代緑が丘校 轟）
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