理論(電気・電磁気)応用問題

RC直列回路において、コンデンサの静電容量Cを大きくしたとき(抵抗R・周波数f・電源電圧は一定)、回路に流れる電流Iはどのように変化するか。

A.Cを大きくするとXC = 1/(2πfC)が増加するためインピーダンスが増え、電流Iは減少する。
✗ XC = 1/(2πfC)はCが大きくなると小さくなります(反比例)。インピーダンスは減少します。
B.Cを大きくするとXC = 1/(2πfC)が減少するためインピーダンスが減り、電流Iは増加する。← 正解
✓ 正解です。XC = 1/(2πfC)はCに反比例するため、Cが大きくなるとXCは減少し、インピーダンスZ = √(R²+XC²)が減少して電流Iは増加します。
C.コンデンサは直流のみ電流を遮断するため、交流ではCを変化させても電流Iは変わらない。
✗ 交流回路ではCの大きさがXCに影響し、電流の大きさが変化します。Cが変わっても電流が一定になることはありません。
D.Cを大きくすると蓄えられる電荷が増えるため、電源に戻す電流が大きくなり全体の電流Iは減少する。
✗ これは誤った説明です。電流の変化はインピーダンス(XC)の変化によって正しく説明されます。

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