理論電気回路交流回路★★★☆☆

交流インピーダンスと直列回路

概要
交流回路では抵抗 R に加えてコイルの誘導性リアクタンス XL やコンデンサの容量性リアクタンス XC が電流を妨げる。これらをまとめたインピーダンスの大きさは Z = R2 + X2 で求められ、交流版オームの法則 Z = VI に従う。直列接続では R と X が位相 90° ずれるためベクトル合成(三平方の定理)が必要となる。
📖用語
インピーダンス(Z)交流回路における電圧と電流の比。抵抗とリアクタンスをまとめて電流の流れにくさを表す量。単位は Ω。
リアクタンス(X)コイルやコンデンサが交流電流を妨げる度合い。誘導性リアクタンス(XL)と容量性リアクタンス(XC)がある。
角周波数(ω)1秒間に何ラジアン振動するかを表す量。周波数 f との関係は ω = 2πf [rad/s]。
交流回路では、抵抗に加えてコイル(誘導性リアクタンス)やコンデンサ(容量性リアクタンス)も電流を妨げます。
インピーダンスとは
交流回路における電圧と電流の比:
Z = VI [Ω](直流の R = VI と同様の形式)
リアクタンスとは
誘導性リアクタンス:XL = ωL = 2πfL [Ω](コイル)
容量性リアクタンス:XC = 1ωC = 12πfC [Ω](コンデンサ)
ω:角周波数 [rad/s]、f:周波数 [Hz]
📐基本公式:直列インピーダンス
Z = R2 + X2 [Ω]
R と X は位相が 90° ずれているため、ベクトル合成(三平方の定理)になる。
直列抵抗追加時の解法パターン
元の回路:Z12 = R2 + X2
抵抗 ΔR を追加:Z22 = (R + ΔR)2 + X2
差をとる(X2 を消去):Z22Z12 = (R + ΔR)2 − R2
これにより X を求めなくても R を決定できる。
図1
関連問題数:2

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