コンデンサーを含む直流回路
カンガルー先生十分に時間がたてば、コンデンサーの枝は電流0。その枝の抵抗は無視でき、電圧はつながる相手と同じになるよ。
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- コンデンサーを含む直流回路で十分に時間がたつと、コンデンサー（新しいタブで開きます）の枝には電流が流れなくなり、その枝の抵抗での電圧降下は0になる。
- 電流が流れない分、コンデンサーの枝にある抵抗は電圧や電流の計算から外せる。コンデンサーの電圧は、つながる相手の抵抗の電圧と等しくなる。
- コンデンサーの電圧が決まれば、電気容量との積Q＝CVで、たくわえられる電気量（新しいタブで開きます）が求まる。
詳しく
十分時間後はコンデンサーの枝に電流が流れない
コンデンサーを含む直流回路でスイッチを入れてから十分に時間がたつと、コンデンサーの電圧はそれ以上変化しなくなり、電気量の移動、つまりコンデンサーの枝を流れる電流は0になる。
電流が流れないので、コンデンサーと同じ枝にある抵抗があっても、その抵抗での電圧降下（）は0のままだ。回路の電流や、ほかの抵抗にかかる電圧は、コンデンサーの枝が無いのと同じように計算できる。
コンデンサーの電圧は、それがつながっている2点間の電圧と等しくなる。この電圧がわかれば、でコンデンサーにたくわえられる電気量が求まる。
例題：十分時間後の回路の電流・電圧・電気量
下の図の回路：起電力（新しいタブで開きます）12V（内部抵抗は考えない）の電池に抵抗Ωを直列につなぎ、その先で抵抗Ωと、抵抗とコンデンサーμFを直列にした枝を並列につないで、電池に戻している。
例題1：十分に時間がたったあと、とに流れる電流はいくらか。とコンデンサーの枝には電流が流れないので、電池・・だけの回路として、0.040A。
例題2：コンデンサーにかかる電圧はいくらか。には電流が流れないので電圧降下は0。コンデンサーの電圧は、それがつながっているの両端の電圧と等しく、8.0V。
例題3：コンデンサーにたくわえられる電気量はいくらか。4.0×10⁻⁵C（40μC）。
なぜコンデンサーの枝を無視して計算できるのか
コンデンサーの枝に電流が流れないのは、コンデンサーがそれ以上電気をたくわえられなくなったからではなく、回路の電圧の関係がもう変化しなくなったからである。電流が流れないのに電圧だけはかかっている状態になる。
スイッチを入れた直後は逆に、コンデンサーの電圧はまだ0なので、コンデンサーは電圧0の導線のようにふるまう。十分に時間がたつと、今度は電流を通さない切れた導線のようにふるまう。この2つの極端な状態の違いを覚えておくと、回路の見通しがよくなる。
確認問題
確認問題（解答用紙）
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/capacitor-circuits-in-steady-state/?from=print#quiz
起電力9.0V（内部抵抗は考えない）の電池にR1＝50ΩとR2＝100Ωを直列につなぎ、R2と並列にR3とコンデンサーCの枝をつないだ回路がある。十分に時間がたったあと、R1とR2に流れる電流は何Aか。
答え：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
正解：0.060
R3とコンデンサー（新しいタブで開きます）の枝には電流が流れないので、電池・R1・R2だけの回路として、I＝9.0/(50＋100)＝0.060A。上の回路で、十分に時間がたったあとのコンデンサーにかかる電圧は何Vか。
答え：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
正解：6.0
R3には電流が流れないので電圧降下は0。コンデンサーの電圧はR2の両端の電圧と等しく、V＝IR2＝0.060×100＝6.0V。上の回路で電気容量C＝8.0μFのコンデンサーにたくわえられる電気量は何Cか。
答え：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
正解：4.8×10⁻⁵
コンデンサーの電圧は6.0Vなので、Q＝CV＝8.0×10⁻⁶×6.0＝4.8×10⁻⁵C。上の回路で、十分に時間がたった後にR3とコンデンサーの枝に流れる電流はどれか。
- ◯ 電池から流れ出る電流と同じ
- ◯ R1を流れる電流の半分
- ◯ R2を流れる電流と同じ
- ◯ 0
正解：0
コンデンサーの電圧が変化しなくなるので、その枝を流れる電流は0になる。
単元のポイント
- 十分時間後の電流 コンデンサーの枝には流れない（I＝0）
- コンデンサーの枝の抵抗 電流が0なので電圧降下も0。電圧の計算に関係しない
- コンデンサーの電圧と電気量 つながる相手の抵抗と同じ電圧V。Q＝CV