まずはここから!コンデンサー回路を解くためのパターン解法

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。 

コンデンサー回路がうまく解けなくて困っている!そんな生徒が多くいます。コンデンサー回路はたしかにとっつきにくいものですが、なれてしまえば同じことの繰り返しなので、実は得点源と言えます。

そんなコンデンサー回路について、よく出てくる定番問題について解説しました。もしよくわからないという生徒がいたら、ぜひかつようしてみてください。

定番問題 コンデンサー回路の問題

 次の図のように2つのコンデンサーC1(電気容量2F),C2(電気容量4F)をつかって、6Vの電圧をもつ電源と接続をして、回路をつくった。

はじめコンデンサーには電気量はたくわえられておらず、スイッチはAにもBにもついていない。

コンデンサー回路の図

図1

この状態で次のような操作をした。

(1) スイッチをAに接続した。充分時間がたったとき、コンデンサーC1に蓄えられる電気量を求めなさい。

(2) 引き続いて、スイッチをB側に接続した。充分時間がたったとき、コンデンサーC2に蓄えられる電気量を求めなさい。

パターン解法

こちらの動画で解説しました。

コンデンサー得意になりましたか?

コンデンサー回路は入試でかなり高い確率ででる、それにもかかわらず、受験生が苦手としていて、得点率の低い分野でもあります。それはもしかしたら、コンデンサーという素子自体の特性に、小学生から中学生までほぼあつかったことがなくて、慣れていないということも大きいのかもしれません。

もしサッカーボールや、リカちゃん人形と同じように、コンデンサーが身近似合ったならば・・・。

なにゆう、助手のぼくもコンデンサー回路は大嫌いでした。でも、ちょっとしたコツをつかむだけで、
コンデンサー回路、恐ろしく簡単にとけるんです!コツは、次の3つの式をたてることでした。

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とくにこの3つの式さえたてられれば、あとは数学の問題になってくるんですね。もう一度まとめます。

スクリーンショット 2014-12-17 19.03.38

1 前後の絵をかく

2 Q、C、Vをおく

3 電気量の式、キルヒホッフの式、島の式

ぜひみなさんもご自宅でこれを例として、複雑な回路に挑戦してみてくださいね。

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。