일반물리학 문제

Question

너무 급해서 올려요ㅠㅠㅠ아무리 풀어도 답이 안 나와요ㅠㅠㅠㅠ 제발 도와주세요ㅠㅠㅠ그림과 같이 저항, 축전기, 전지 로 이루어진 회로가 평형상태에 있다. a) 각각의 저항과 축전기에 흐르는 전 류를 구하라. b) 축전기 양단의 전위차, b 쪽 도체판 의 전하량, 축전기에 저장된 전기에 너지는 얼마인가?

Accepted Answer

시간이 지나 축전기가 완전충전되면 전류가 흐르지 않게 됩니다.

따라서 회로에 흐르는 전류를 표시하면 아래 그림과 같습니다.

이 회로에 걸리는 전위값을 찾기 위해 키르히호프법칙에 적용합니다.

빨간선을 따라 전압강하를 계산합니다.

(1) loop[A]

-I₁ - 2I₁ +3+3(I-I ₁) = 0

I - 2I₁= -1 -------------------------------(A)

(2) loop[B]

3(I-I ₁) -3I + 12 = 0

2I - I₁= 4 -------------------------------(B)

(A) 와 (B)를 연립

I = 3A I₁ = 2A

회로에 전류를 넣고 각 지점에서의 전위값을 계산합니다.

12V 건전지의 오른쪽(-극쪽)을 기준점(전위 0V)으로 가정합니다.

건전지를 지나면 건전지의 전압만큼 전위 증가

저항의 양단에서 전류가 흐르는 방향으로 V=IR만큼 전위 감소

모두 적용하면 아래 그림과 같습니다.

a) 각각의 저항과 축전기에 흐르는 전 류를 구하라. : 그림 참고

b) 축전기 양단의 전위차 : 그림에서 10V-0V = 10V

b 쪽 도체판 의 전하량 : Q=CV = (1×10^-6F) × 10V = 1×10^-5C = 10μC

b쪽은 (-)극쪽이므로 전하량은 -10μC

축전기에 저장된 전기에 너지 : E = ½QV = ½×10μC×10V = 50μJ

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