2025年度 電験3種 上期 - 理論 - 問5 2025年度 上期 理論 問5

この問題では、初期状態と最終状態のエネルギーを比較して、抵抗で失われる分を読むことがポイントです。

スイッチを閉じる前にコンデンサに蓄えられていたエネルギーは、
\[ W_C = \dfrac{1}{2}CV^2 \]
スイッチを閉じた後、過渡現象を経て最終的に電圧が零になると、コンデンサのエネルギーは全て放出され、回路内の抵抗で熱として消費される（コイルはエネルギーを蓄えるが、電流が零になればエネルギーは零に戻るため、最終的な消費はない）。
したがって、抵抗で消費されたエネルギーは初期の静電エネルギーに等しい。
よって、(5)が正しい。

この問題では途中の過渡波形を細かく求める必要はありません。最終的に回路中へエネルギーが残らない以上、初めにコンデンサがもっていた \(\frac{1}{2}CV^2\) がすべて抵抗で熱になると考えれば足ります。コイルは途中でエネルギーを受け取っても、最終電流が0なら保有エネルギーも0に戻る点を押さえると見通しがよくなります。