物理
高校生
解決済み

280番電流の最大値を求める問題で、並列接続であるのに添付2枚目のように単純に足さないのがわからないです。
よろしくお願い致します。
(279番の直列接続の方では回路全体の電圧は単純に足して求められているので…)

抵抗値R[Q] の抵抗 R, 自己1, wLIoSin(uttS Jestion 「R O RI, sinot QoLI.coso ルL,電気容量C (FJ のコン デンサーCの直列回路を交流 電源につなぐ。回路に流れる 電流を1=1,sinotとする。 (1) R, L, Cに加わる電圧の瞬間値は、 V=[0] (V), V=[O] (V), V.= ] (V] である。 12) 回路全体に加わる電圧をV [V] とする。 (1)より V=V+V+Vc=1,(Rsinot+(0)×cosot) ここで、三角関数の合成 V。 V。 V。 1。 COSot のC 物 1 OoL- のC 6 R+ loL- 1 6oL oC OR asin@+bcos0=、α+が sin (@+) (tang%=D2) (t) 4m asin@+bcos0=va+6 WC を用いると V=V[6] 1,sin (ωt+φ) [V] 6 ただし、 tanp=- V。 0 R *280* 279 の R, L, Cを用いて ロ 並列回路をつくった。回路 素子にかかる電圧(最大値 V%(V))は等しいの-RL。 Cに流れる電流の最大値は それぞれ、 I=0 である。電圧の位相を基準にして電流の最大値の 関係のベクトル図をかくと ]のようになるか ら,この回路に流れる電流の最大値1,、[A] は →1(最大値) V。 2 oL OoCV。 (W [A), I=[O] [A], Io=[©] (A] [A), Io=|0 CV 電田 6R 1 6 6oC oL よって,この回路のインピーダンスZ [Ω] は 0 ac- 2 1 1 Z=- (2) となる。 R oL (最大値乃) の>
Ioこ Ieot Ico t Ico V。 Vo f thevo R wし Ve(fthtc) ちならないス
インピーダンス

回答

✨ ベストアンサー ✨

こんちゃす!

電気回路むずいよねぇ〜😢
だけど大丈夫ぅ👌
わかりやすぅ〜く教えてあげるからあんすぃんしてっ!

279番の直列回路においてっ,

①回路(素子)に流れる電流はどこも等すぃ(問題では 𝐼=𝐼₀sin𝜔𝑡 [A])!

②回路にある端子間の電圧の和ぁは電源の和ぁに等すぃ(𝑉=𝑉_𝑅+𝑉_𝐿+𝑉_𝐶)!

これらを用いてなこちゃんは解いたんだよねっ!?
そうそうそのちょうしぃ〜

(279番の最終的な答えは回路全体の電圧を𝑅, 𝐿, 𝐶, 𝜔 等で表せという問題かなっ?)

280番の並列回路もそんな感じで解けば簡単に解けちゃうよっ! 

280番の並列回路においてっ,

①素子に流れる電流は枝分れされちゃったところで異なっちゃう!
(直列回路では団結して電流さんは仲良すぃなんだけど,バラバラに別れちゃって個人になった途端電流さんのタイミングがずれちゃうの)

②端子間の電圧は問題の並列回路だと電源の和ぁに等すぃ!

これらを用いて解くんだけどぉ,なこちゃんが書いた2枚目の写真のような間違いは何がいけないかとゆーと,実は

各素子に流れる電流の最大値の和≠電圧源を流れる電流の最大値

なんだぁ。

そもそもぉ,インダクタンス 𝐿 や キャパシタ 𝐶 は抵抗 𝑅 と違ってマイペースだったり,心配性な子なんだよねっ.

ちょっとわかりづらいと思うから付け加えるとぉ,電源の電圧さんが12:00ピッタリに駅の喫茶店に来るようにと 𝑅 と𝐿 と 𝐶 に伝えているんだけどぉ,

𝑅 は真面目だから12:00ピッタリに着くんだけど,
𝐿 はマイペースだから遅刻しちゃって,
𝐶 は心配性だから12:00前に来ちゃうの.

つまりぃ,この子たち3人はいっつも息ピッタリ合わないからぁ,同じ時間で最高のパフォーマンスが出来ないんだよねっ.最高のパフォーマンスができるタイミングがズレちゃうわけっ!だから,

各々の最大値の和≠電圧源さんの最大値

となるんだぁ.わかったかなっ?
𝑅 を基準に考えて,𝐿 は π/2 遅れているぅ.𝐶 は π/2 進んでいるぅ.

※添付写真の原点を通るx=0が12:00だと思って,緑色が 𝑅 ,青色が 𝐿 ,赤色が 𝐶 だと思って見てみて!

これを複素平面で書くと

𝑅 の電流は (𝑉₀/𝑅, 0)
𝐿 の電流は (0, -𝑉₀/(𝜔𝐿) )
𝐶 の電流は (0, 𝜔𝐶𝑉₀)

つまりぃ,それぞれ向きの異なったベクトルであるから,解説用紙のように三平方の定理で全体のベクトルの向きの大きさ(最大値)を求める必要があるってことぉ!!

長くなっちゃってごめんねっ!

わからないところがあったら教えてください.
次はきちんとした文章で説明します

なこ

ご丁寧に本当にありがとうございます!
とてもわかりやすくて助かりました😭

にゃんこ

いえいえ,理解されたようでよかったです!
勉強頑張ってください👊
励みになる言葉ありがとうございます😊

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