第一種電気工事士 2022年午後問1: 図のような直流回路において、電源電圧100V、$R=10\,\Omega$、$C=20\,\mu\mathrm{F}$ 及び $L=2\,\mathrm{mH}$ で、$L$ には電流10Aが流れている。$C$ に蓄えられているエネルギー $W_C$ [J]の値と、$L$ に蓄えられているエネルギー $W_L$ [J]の値の組合せとして、正しいものは。

Question

第一種電気工事士 2022年午後 問1: 図のような直流回路において、電源電圧100V、$R=10\,\Omega$、$C=20\,\mu\mathrm{F}$ 及び $L=2\,\mathrm{mH}$ で、$L$ には電流10Aが流れている。$C$ に蓄えられているエネルギー $W_C$ [J]の値と、$L$ に蓄えられているエネルギー $W_L$ [J]の値の組合せとして、正しいものは。

Accepted Answer

正解: ハ. $W_C = 0.1$、$W_L = 0.1$

直流回路ではコイルは短絡、コンデンサは開放として扱う。

電流10Aが $R=10\,\Omega$ を流れるので、$R$ の両端電圧 $= 10	imes 10 = 100$ V。コンデンサの両端電圧 $V_C = 100$ V（$R$ と並列のため）。

コンデンサのエネルギー $W_C = \frac{1}{2}CV^2 = \frac{1}{2}	imes 20	imes 10^{-6}	imes 100^2 = 0.1$ J。
コイルのエネルギー $W_L = \frac{1}{2}LI^2 = \frac{1}{2}	imes 2	imes 10^{-3}	imes 10^2 = 0.1$ J。