Question

ゆうま

物理のエッセンスの交流の場所です。？のついてる場所について説明お願いします！

RLC直列回路回路のインピーダンス(合成抵抗の意)をZ [Q] とすると
/V
intr
R
L
C
E V=ZI
Z
直列は電流が共通
1
oL -
oC
2
1
Z=. R°+[oL
I
oC
R
ちょっと一言 R, L, Cの接続順序は自由。また,3個が出そろわなくてもよ
い。含まれない素子の部分をカットすればよい。たとえばCが
なければ Z=、R+(wL)
トク 三角形の図で覚えておくのがベスト。Zは三平方の定理からすぐ書
けるし、電圧と電流の位相差φが読み取れる。図ではVが先だが,
oL-1H0Cが負(ゆ<0)になるとIが先になる。
◇消費電力 抵抗のないコイルとコンデンサーは(時間平均してみると)電力
を消費1ない、つまりエネルギーた泌典
てと
知お、

VI 交流
111
Q&A
とりはだ
0交流と聞いただけで鳥肌が立ちます。
抵抗については直流の物理と同じだよ。 電源が可変で向きも変わっていると
いうだけのこと。時々刻々はオームの法則に従っている。コイル, コンデン
サーは確かに交流独特の話に入るね。
o リアクタンスって, 抵抗 Rと似ているようでもあり, 違いがもう一つピンと
きません。
A 直流の知識で考えると, コイルやコンデンサーの抵抗 Rは0なので,電圧を
かけると電流は無限大になってしまうように思えるでしょ。 でも, 交流ではそ
んなことはなく,リアクタンスが50Ωなら, 100 V に対して流す電流は
100-50=2 A に限定してしまう。電流の限度を決める点では抵抗と同じ役目
なんだ。でも,ジュール熱の発生はないからね。 RI* の意識で wL-IPとか
(1/wC):1° なんてやっちゃダメだよ。
Q 実効値はなぜ最大値の1//2 と決めたんですか。
A 抵抗での消費電力 (時々刻々変動しているので時間的平均値)を計算してみる
と、最大値を用いるとRBとからしなとなってしまう(次ページ※)。直流
の公式 RI? や VIと合わせるためにム=/2, K=Va/2 としたんだ。 っ
いそう
位相が進んでいるとか遅れているとか何のことですか。
最大最大
A 電圧ひと電流iそれぞれを時間 tの関数
として表したとき, たとえばひ=DV% sinot,
i=1,sin(ot-p)となったとする。 sinの
中身を位相といったね。中身が大きいほど
位相が進んでいるという。 φが正ならiの
方がひよりゅ遅れているわけだ。
まあ,式だけではピンとこないと思う。 最大値をとる時間的タイミングのすず
れの話なんだ。 図はコイルの場合でφ=x/2 ひが最大となってからT/4後に
iは最大になる。
'T/4
V。
I。
t
T
T
2
コイル
V%= wL·I。
td
=@LI。なんて書いているからつい同時のことかと思っていました。
A だから位相の差も大事なんだ。 前のまとめをそのまま覚えるのはとても大変

112
電磁気
だね。いい覚え方を教えよう。 コイルは自己誘導で逆起電力を生じ反抗したね。
最大電圧をかけてもすぐには最大電流を流してくれない。 だからコイルは電流
が後。理解していれば忘れても記憶の復元ができるわけだ。
コンデンサーはコイルの逆とだけ覚えておけばいい。 ただ元/2 は忘れないよ
うに。とくに光の反射のときの元と混同が多いからね。
ーせ
6人コ
コンデンサーはコイルの逆
Tπ
コイルは電流が 遅れる。
※ P=Ri?=R(I,sinwt)?=RI,-
-cos 2wt
2
2
cos は +- 均等に変動するので cos 2ot=D0
P=-RI
つ
へ
EX 抵抗と0.2Hのコイル, 50 μF のコンデン
50μF
d
サーをつないだ回路に角周波数o=400
rad/s の交流が流れている。電流計,電圧計
は2A,80 Vを示している。抵抗の値はい
くらか。また, 次の区間での電圧を求めよ。
0.2 H
mo
b
a
C
(1) bc 間
(2) cd 間
(3) ad 間
(4) bd 間
Ve-
R=
80
=40 2
2
解 VR=RI より
直列だから電流I=2Aは以下どの部分にも共通。
(1) VL=wL·I=400×0.2×2=80×2=160 V
1
(2) Vc=
ic'
1
電流,電圧の
値は実効値
oC
400×50×106
-×2=50×2=100 V
(3) ad 間のインピーダンスは
Zad=、R+(oL-c %=DV40°+ (80-50)-502
のC
Vad=ZadI=50×2=100 V
Miss Vad= VR+ VL+Vcとしてはいけない。瞬間の電圧なら, 部分の和は
全体に等しい。しかし, 実効値は最大値につながる量だ。 3つの部分の
電圧は同時には最大にならない。だから足すねけに1

物理

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これで参考になるでしょうか

ゆうま

理解出来ました！ありがとうございます！