積分もあるヨ(電験二種理論R3問5)

この年のはまだ簡単かな。

問5 過渡現象の問題

理論最大の山場である。
私はこの分野で初めて微分方程式を解かされた。

正直もう忘れたがこれだけはいえる、たくさんやれば解ける。

⑴、⑵、⑶について。
スイッチa側時とb側時両方の回路図を描く。

定常状態時というのはコイルは短絡、コンデンサは開放というのは覚えているだろうか。
なんか似たようなことをちょっと前の問題でもした気がするがそれとは違う。
どういう状況か、a側へと書き込んでみる。

コンデンサは開放と書いたが電荷が貯まって同じ電位になるというだけで本当にぶった斬られてるわけではない。
次にt＝0、つまりスイッチが切り替わった瞬間どうなるかというと赤文字はそのまま左側のEだけなくなる、書き込むと

図の通りt＝0の時、v(t)＝E、i(t)=0なのがわかる。
これを回路方程式へと代入すると

以上より⑴の答えは(ホ)、⑵の答えは(ル)、⑶の答えは(ヌ)となる。

⑷について。
v(t)とi(t)の関係式とは簡単に書くと

もちろんこんな簡単な話ではないがさわりとしてはこんなもんでもいいかと。
似たような式を選択肢から探すと

⑷の答えが(ハ)であることがわかる。

⑸について。
②式に⑷の解答を代入してみる。

b側の回路も最終的にはコンデンサからの放電が終わって0になる、ということは電流も最終的に0になる。
t＝0の時は⑴、⑵の解答の通りである。
代入していくと

以上より⑸の答えは(ト)となる。

あとがき

本日は電験三種合格発表日(web)である。

大丈夫とはいえ、結果見るまでは緊張しますね。
受験した皆様が良い結果でありますように。

ではでは。