電気に関する基本的な問題について、具体的な計算方法を解説します。以下の問題に対する答えを出すために必要な公式や考え方をわかりやすく説明します。
①静電容量20μFのコンデンサにDC10Vの電圧を加えたとき、このコンデンサに蓄えられる電荷Qを求める
静電容量Cと電圧Vが与えられたとき、コンデンサに蓄えられる電荷Qは次の公式で求められます：
Q = C × V
ここで、C = 20μF = 20 × 10^-6 F、V = 10Vです。
したがって、
Q = (20 × 10^-6) × 10 = 2 × 10^-4 C、つまり、蓄えられる電荷は0.0002クーロンです。
②事務所の蛍光灯による消費電力を求める
まず、蛍光灯1本あたりの消費電力は100Wです。蛍光灯が50本、1日10時間点灯する場合、1日あたりの消費電力は次のように計算できます：
消費電力（日） = 100W × 50本 × 10時間 = 50,000Wh = 50kWh
30日間での消費電力は：
消費電力（月） = 50kWh × 30日 = 1,500kWh
つまり、30日間の消費電力は1,500kWhです。
③ 10kΩの抵抗2個を直列につなぎ、100Vを印加した場合の電流を求める
直列接続の場合、全体の抵抗Rは抵抗の合計となります。ここで、R = 10kΩ + 10kΩ = 20kΩです。オームの法則を使用して電流Iを求めます：
I = V / R
ここで、V = 100V、R = 20kΩ = 20 × 10^3Ωです。
したがって、
I = 100V / (20 × 10^3) = 0.005A = 5mA
この回路に流れる電流は5mAです。
まとめ
このように、電気に関する問題を解くためには、基本的な公式をしっかり理解し、与えられた値を適切に代入して計算することが重要です。コンデンサの電荷、消費電力の計算、そしてオームの法則を使った電流の求め方を学びました。これらの基本を押さえることで、他の関連問題にも対応できるようになります。
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