理論電気回路交流回路★★☆☆☆

交流並列回路のインピーダンスと周波数特性

概要
交流並列回路のインピーダンスはアドミタンス(Y = 1Z)の和として求める。コンデンサと コイルのリアクタンスは周波数に依存し、周波数が極端に低い・高い場合には素子を開放・短絡に近似することで回路を単純化できる。並列共振(XL = XC)では虚数成分が打ち消し合い純抵抗として動作する。
📖用語
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。周波数によって変化する。
アドミタンス(Y)インピーダンスの逆数(Y = 1Z)。並列回路の合成では、各枝のアドミタンスを足し合わせることで合成インピーダンスを求める。
並列共振コイルの誘導性リアクタンスとコンデンサの容量性リアクタンスが等しくなる周波数。虚数成分が打ち消し合い、並列部分が純抵抗として動作する。
コンデンサとコイルは周波数によってインピーダンスが変化する。周波数の極端な場合(DC 近似・高周波近似)で簡単に計算できる。
📐基本公式:リアクタンスと周波数の関係
容量性リアクタンス:XC = 1ωC = 12πfC [Ω]
→ 周波数が低い (f→0):XC → ∞(開放に近い)
→ 周波数が高い (f→∞):XC → 0(短絡に近い)
誘導性リアクタンス:XL = ωL = 2πfL [Ω]
→ 周波数が低い (f→0):XL → 0(短絡に近い)
→ 周波数が高い (f→∞):XL → ∞(開放に近い)
極端な周波数での回路の近似
複雑な回路も周波数の極端な場合に置き換えると計算が容易になる:
・f → 0:C を開放、L を短絡で置き換え
・f → ∞:C を短絡、L を開放で置き換え
C・L・R の三並列回路の例
C・L・R が三並列の枝と直列抵抗 r からなる回路:
f → ∞ のとき:C → 短絡、L → 開放
→ C が短絡なので並列枝全体が短絡:Zp ≈ 0
→ 全 Z ≈ r
f → 0 のとき:C → 開放、L → 短絡
→ L が短絡なので並列枝全体が短絡:Zp ≈ 0
→ 全 Z ≈ r
並列共振(アドミタンスによる合成)
C・L・R が並列のとき、アドミタンスで合成する:
Y = 1R + 1jXL + 1−jXC
XL = XC のとき(並列共振):コイルとコンデンサの虚数成分が打ち消し合い:
Y = 1RZp = R(並列部分は R のみ)
直列抵抗 r が加わると全インピーダンス Z = r + R
図1
関連問題数:1

💬公開コメント(0)誰でも閲覧可

公開コメントはまだありません。

0 / 200 ※ログインしていない場合はゲストとして公開されます