RC回路の過渡現象について学ぶことは、電気回路の動作を理解するために非常に重要です。質問者が気になった式（21）に関連する部分について、過渡現象がどのように展開されるかを理解するために、まずその基本的な原理を解説します。
1. RC回路の基本的な構造と過渡現象
RC回路とは、抵抗（R）とキャパシタ（C）を直列または並列に接続した回路のことです。過渡現象とは、回路が定常状態に到達するまでの一時的な挙動のことを指し、特に電流や電圧が時間とともに変化する様子に関連しています。
過渡現象は、回路に電圧を加えた瞬間から、電流が安定するまでの時間的な変化を意味します。この過渡的な変化を記述するためには、微分方程式を用いて解析することが一般的です。
2. 微分方程式における式（21）の導出
質問者が言及した式（21）は、RC回路におけるエネルギーの伝達に関するものです。この式は、電荷の変化を表すものですが、特に「dK = -dQ(t)」という関係がどのように成り立つのかを解説します。
まず、エネルギー（K）と電荷（Q）の関係を考えると、電圧と電流の間には微分関係があり、これを基にしてエネルギーの変化を求めます。エネルギーの変化が負の値になる理由は、回路内でエネルギーが一部失われるためです。具体的には、キャパシタが充電される過程でエネルギーが供給され、電流が流れることによってエネルギーが放出されるためです。
3. 「dK = -dQ(t)」が意味すること
式（21）の「dK = -dQ(t)」は、エネルギーの変化（dK）が電荷の変化（dQ(t)）と逆向きに関係していることを示しています。これは、キャパシタの充電と放電過程におけるエネルギーの移動が、電荷の変化と密接に結びついていることを意味しています。
エネルギーは保存されるため、回路内でのエネルギーの出入りは電荷の動きと関連し、結果として「dK = -dQ(t)」が成り立つのです。
4. 結論とその理解
RC回路の過渡現象における「dK = -dQ(t)」という式は、回路内でのエネルギーと電荷の関係を明確に示しています。過渡現象を理解するためには、エネルギー保存の法則と電荷の移動に関する基本的な理解が必要です。
このようにして、過渡現象に関する問題を解くためには、回路の動作を微分方程式で記述し、エネルギーの変化を解析することが重要であることがわかります。
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