問題 2
起電力 の理想電源に、抵抗 と を直列接続する。回路を 閉じる。内部抵抗を無視し、値は一定とする。 抵抗はオーム則に従い、抵抗を無視できる理想導線で直列につなぐ。回路が閉じている間、電源電圧は一定に保たれる。電流は正極から二つの抵抗を通って負極へ流れる向きとし、消費された電気エネルギーは熱に変わる。 スイッチを閉じた直後から定常電流が流れるものとする。抵抗値は温度上昇によって変化せず、電源はその間ずっと一定の電圧を保つ。電力とエネルギーは各抵抗でのジュール熱として評価する。電流、端子間電圧、各抵抗の発熱は定常状態で一定である。回路全体で供給された電気エネルギーは各抵抗が受け取る熱量の和に等しい。 (a) 合成抵抗と回路電流を求めよ。(b) 各抵抗の電圧を求め、閉回路の法則を確認せよ。(c) 全消費電力と に電源が供給するエネルギーを求めよ。
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電圧降下の和はキルヒホッフの閉回路則により起電力に等しい。これは電圧の見落としがないことも確認する。