良問 電磁気136：抵抗・コンデンサー・コイルの直列交流回路

このシミュレーションについて

抵抗・コンデンサー・コイルを直列にした交流回路で、抵抗の電圧の波形をもとに、各素子の電圧の位相と大きさ、電源電圧を調べる。回転するベクトルの縦の成分が瞬間の値になる。

動かせる条件

角周波数 ω ／ 抵抗の電圧の最大値 V₀ ／ 抵抗値 R ／ 電気容量 C ／ 自己インダクタンス L ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• 直列なので各素子を流れる電流は共通。抵抗の電圧は電流と同じ位相、コンデンサーの電圧は電流より π/2 遅れ、コイルの電圧は π/2 進む。素子の電圧の最大値は単純には足せないので、ベクトルで合成する。
• やってみよう：①ω を大きくすると、コイルとコンデンサーの電圧の大きさがどう変わるか見る。②図のベクトルの向きを見て、コンデンサーの電圧がゼロになる瞬間を探す。③ωL と 1/ωC を等しくして、電源電圧の位相と大きさを見る。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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