電験三種 理論 2025年度 上期 問5

図に示すRLC回路において,静電容量C[F]のコンデンサが電圧V[V]に充電されている。この状態でスイッチSを閉じて,それから時間が十分に経過してコンデンサの端子電圧が最終的に零となった。この間に抵抗R[Ω]で消費された電気エネルギーW[J]を表す式として,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。S R[Ω] L[H]

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正解と解説

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正解 5

スイッチを閉じる前にコンデンサに蓄えられていたエネルギーは (1/2)CV^2 である。十分時間が経過して端子電圧が零になった最終状態では、コンデンサの静電エネルギーも、電流が流れ止まったインダクタンスの磁気エネルギーも零である。エネルギー保存則より、初期エネルギーはすべて抵抗Rで消費されるので W=(1/2)CV^2 となる。