Physic Labs

問題 3

正の抵抗 R1,R2R_1,R_2 を一定電圧 V>0V>0 の理想電源に並列接続し、導線抵抗を無視する。枝電流を I1,I2I_1,I_2、全電流を II、合成抵抗を ReqR_{eq} とする。(a) ReqR_{eq} と II を求めよ。(b) 全電力と各抵抗の電力を求めよ。(c) R1=R2=RR_1=R_2=R のとき、合成抵抗と全電流を各枝と比較せよ。 符号規約は全ての計算で一貫して用い、各量の単位をSI単位系で確認する。各設問は前の設問で得た中間結果を利用するが、物理法則は問題のモデルが成立する区間に限って適用する。最後に初期条件と予想される変化を照合し、可能であれば別の関係式や極限の場合でも検算する。 本問で使う量は設定で定義した記号で表し、各記号が距離・時間・質量・温度・抵抗などどの物理量を表すかを混同しない。数式の各項は同じ次元をもち、得られる結果は運動方向、電流方向、熱の移動方向など、設問で指定した条件に合わなければならない。 数式の変形は各段階で元の定義と照合し、途中の符号や単位を省略せず確認する。
Req=R1R2/(R1+R2), I=V(1/R1+1/R2), P=V2(1/R1+1/R2)\boxed{R_{eq}=R_1R_2/(R_1+R_2),\ I=V(1/R_1+1/R_2),\ P=V^2(1/R_1+1/R_2)}
problems.proof.analysis

全ての設問の結果をまとめ、必要なら符号・向き・過程の特徴を記す。次元も各物理量に一致する。