電験三種 H24年 理論 問9(RとLの回路の電流波形)

電験三種 H24年 理論 問9(RとLの回路の電流波形)

問 9
図のように、直流電圧 $E[V]$ の電源、$R[Ω]$ の抵抗、インダクタンス $L[H]$ のコイル、スイッチ $S_1$と$S_2$ からなる回路がある。
 
電源の内部インピーダンスは零とする。時刻 $t=t_1[s]$ でスイッチ $S_1$ を閉じ、その後、時定数 $\cfrac{L}{R} [s]$ に比べて十分に時間が経過した時刻 $t=t_2[s]$ でスイッチ $S_2$ を閉じる。

このとき、電源から流れ出る電流 $i[A]$ の波形を示す図として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。


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解 答

RL直流回路の過渡現象
$S_1$ を閉じた時の回路は、次のように左側だけの回路になります。

$S_1$ を閉じた時の電流の過渡現象は、次の図のように
$t_1$ から徐々に増加して行きます。

十分な時間が経過した $t_2$ で定常状態になります。

この時の、電流の値は

$i=\cfrac{E}{R}[A]$ になります。

$S_2$ を閉じた時の回路は、次の図のように $L[H]$ のコイルが短絡状態になるので、回路に流れる電流 $i[A]$ は変化しないことになります。

正解は(3)