【演習】コイルの自己誘導

物理【電磁気】第28講『コイルの自己誘導』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

コイルの自己誘導「回路は1回巻きのコイルとみなせる」みたいなやつじゃなく，正真正銘のぐるぐる巻きコイルを扱っていきます！...

問題

下図のように，スイッチS，起電力が30Vの電池，自己インダクタンスが6.0Hのコイル，20Ωの抵抗からなる回路がある。 電池の起電力の向きを正として，以下の各問に答えよ。

[Level.1]
Sを閉じた直後に回路に流れる電流はいくらか。 また，Sを閉じて十分に時間が経過したときに回路に流れる電流はいくらか。

[Level.2]
Sを閉じた直後の電流の変化率\(\frac{\Delta I}{\Delta t}\)を求めよ。 また，Sを閉じて十分に時間が経過したときの電流の変化率\(\frac{\Delta I}{\Delta t}\)を求めよ。

[Level.3]
回路を流れる電流が0.60Aになった瞬間の電流の変化率\(\frac{\Delta I}{\Delta t}\)を求めよ。

この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。

答え

[Level.1]
Sを閉じた直後：0A
Sを閉じて十分時間が経過：1.5A

[Level.2]
Sを閉じた直後：5.0A/s
Sを閉じて十分時間が経過：0A/s

[Level.3]
3.0A/s