図の回路で、スイッチが①の状態で十分な時間が経過した後に、SWを②に入れた。正しいのはどれか。3つ選べ。
a: 回路の時定数は5 µsである。
b: SWを②に入れた瞬間のVCの値は10Vである。
c: SWを②に入れた瞬間の回路に流れる電流は100mAである。
d: SWを②に入れてから5ms後のVRの値は約3．7Vである。
e: SWを②に入れてから十分時間が経過した後の回路に流れる電流は0mAである。
RC直列回路における過渡現象を問う問題である。
スイッチSWが①の状態は、閉ループに電源がないことから、十分な時間が経過した後でのコンデンサ内の電荷は全て放電されているため、Vcは0 Vになっている。
スイッチSWが②の状態になると、コンデンサ内に電荷が充電されVcは電源電圧と同じ10 Vとなり、それ以上回路に電流は流れなくなる。
a：時定数τは、τ＝CR [s]で求められるため、τ＝50 µF × 100 Ω＝5 ms となる。
b：SWを②に入れる直前のコンデンサCの電圧Vcは0 Vである。SWを②に入れた瞬間のτ＝0の場合は、以下式より電圧Vcは0 Vとなる。
c：正解。SWを②に入れた瞬間のτ＝0の場合の回路に流れる電流は、以下式より100 ｍAとなる。
d：正解。設問aより、時定数は5 msであるため、SWを②に入れてから5 ms後の抵抗Rの電圧VRは、電源電圧10 Vの約37%になる。よって、VRの値は、約3.7Vとなる。
e：正解。スイッチSWが②の状態になると、コンデンサ内に電荷が充電されVcは電源電圧と同じ10 Vとなり、それ以上回路に電流は流れなくなる。そのため、回路に流れる電流は0 ｍAとなる。