問題 2
起電力 、内部抵抗 の理想電源を可変抵抗負荷 に接続する。定常電流は であり、負荷電力は単位時間あたりに へ渡される電気エネルギーである。温度変化や他の回路素子を無視する。(a) 負荷電力を で表せ。(b) 電力を最大にする抵抗を求めよ。(c) 最大電力を求め、起電力と内部抵抗との関係を述べよ。 すべての量は問題文で指定された理想化の範囲内で扱い、必要な相互作用だけを考える。求めた値は記号式と数値の両方で示し、結果の方向、符号、単位が設定と一致することを確かめる。各小問では直前の関係式を利用し、独立した近似を追加しない。 変数の単位は式の両辺で一致しなければならない。途中で得た中間量も次の設問の条件に使い、最終答では記号間の関係と数値の意味が判別できる形で示す。 また、複数の法則を使う場合は各段階で成立条件を保ち、不要な未知量を残さないよう式を整理する。数値解だけでなく、求めた値が示す物理的意味も答えに含める。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
最後に数値を代入し、単位と極限の場合を確認する。符号と大きさはモデルおよび先の結果と整合する。