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電気のお勉強 交流回路

「交流回路」の関連記事のまとめページです。

 

直流回路の場合、回路素子として抵抗だけを考えればいい問題がほとんどですが、交流回路の問題になると回路素子としてコイルとコンデンサが含まれてきます。

 

交流回路の計算では位相、力率、インピーダンスなど直流回路では扱わないものがありますが、回路の計算の基本となる電圧や電流を求める計算方法は直流回路の計算方法がベースになります。

電気のお勉強 交流回路 関連記事一覧

コンデンサ1個の回路のインピーダンス
回路の素子(抵抗R、コイルL、コンデンサC)が1個の場合のインピーダンスを計算してみます。素子(R、L、C)が1個の場合なので計算というほどの計算もありませんが、インピーダンスを求める計算の基礎の基礎なのでとりあえず・・・。(ここでつまずいちゃダメですよ。)ちょっとその前にかる〜くインピーダンスを表...

抵抗とコンデンサが直列接続の回路のインピーダンス
回路の素子(抵抗R、コイルL、コンデンサC)が2個直列接続されている場合の合成インピーダンスを計算してみます。抵抗RとコイルLの直列回路の合成インピーダンス(RL直列回路)RL直列回路の合成インピーダンス抵抗RとコイルLが直列接続なので回路は次のようになります。すると、直列接続なので合成インピーダン...

RC並列回路と合成インピーダンスのベクトル図
回路の素子(抵抗R、コイルL、コンデンサC)が2個並列接続されている場合の合成インピーダンスを計算してみます。抵抗RとコイルLの並列回路の合成インピーダンス(RL並列回路)RL並列回路の合成インピーダンス抵抗RとコイルLが並列接続なので回路は次のようになります。並列接続なので合成インピーダンスを求め...

RLC直列回路と合成インピーダンスのベクトル図
回路の素子(抵抗R、コイルL、コンデンサC)が3個直列接続されたRLC直列回路の合成インピーダンスを計算してみます。抵抗RとコイルLとコンデンサCの直列回路の合成インピーダンス(RLC直列回路)RLC直列回路の合成インピーダンス抵抗RとコイルLとコンデンサCが直列接続なので回路は次のようになります。...

RLC並列回路と合成インピーダンスのベクトル図
回路の素子(抵抗R、コイルL、コンデンサC)が3個並列接続されたRLC並列回路の合成インピーダンスを計算してみます。抵抗RとコイルLとコンデンサCの並列回路の合成インピーダンス(RLC並列回路)RLC並列回路の合成インピーダンス抵抗RとコイルLとコンデンサCが並列接続なので回路は次のようになります。...

RLC直列共振回路
RLC直列共振回路って何?交流回路でRLC直列共振回路というのがあります。このRLC直列共振回路とはどんな回路なのでしょうか?RLC直列共振回路の回路図を書いてみると、次のような回路になります。あれ? ただ抵抗R、コイルL、コンデンサCを直列に接続しただけのRLC直列回路と同じですね?RLC直列共振...

RLC並列共振回路
RLC並列共振回路って何?交流回路でRLC並列共振回路というのがあります。このRLC並列共振回路とはどんな回路なのでしょうか?RLC並列共振回路の回路図を書いてみると、次のような回路になります。あれ? ただ抵抗R、コイルL、コンデンサCを並列に接続しただけのRLC並列回路と同じですね?RLC並列共振...

正弦波波形
正弦波交流波形の実効値と最大値の関係はよく知られているように、実効値=最大値÷√2という関係になります。これはみなさんもよく知っていることかと思いますが、では、なぜ、最大値を√2で割れば実効値になるのでしょうか?これは、実効値の定義式を使って計算すると導くことができます。実効値の定義式ある周期Tの関...

コイルの電圧電流波形
コイルにある正弦波交流電圧をかけると電流の位相は電圧に対して90°遅れ位相になります。コイルの場合、なぜ電流が90°遅れ位相になるのか計算から導出してみます。次の図のように、正弦波交流電圧v(t)にコイルLが接続された回路を考えます。 図1 正弦波交流電圧とコイルの回路このとき、回路に流れる電流をi...

コンデンサの電圧電流波形
コンデンサにある正弦波交流電圧をかけると電流の位相は電圧に対して90°進み位相になります。コンデンサの場合、なぜ電流が90°進み位相になるのか計算から導出してみます。次の図のように、正弦波交流電圧v(t)にコンデンサCが接続された回路を考えます。 図1 正弦波交流電圧とコンデンサの回路このとき、回路...

有効電力、無効電力、皮相電力の関係
交流回路の電力には 有効電力 無効電力 皮相電力 の3種類の電力があります。直流回路で電力を求めるときには電圧と電流をそのままかけるだけですが、交流回路の場合には電力が3種類もあるので、どの電力を求めるかで求める式も違います。(って、ものが違えば求める式も違うよね。)ここでは、有効電力、無効電力、皮...

力率
力率って何でしょうか?交流回路の勉強をしていると力率という言葉がでてきます。力率は「力」と「率」を合わせた言葉ですが、電気の世界では、「力」は、ま〜、「電力」ですね。それから、「率」は一般的に「割合」のことを言います。つまり、力率は「電力の割合」ということになります。(ちょっと、こじつけ?)それで、...

力率
またまた、力率って何でしょうか?力率と電力の関係については、力率とは?(力率と電力の関係)で解説しましたが、ここでは、力率と位相の関係について説明します。まず、力率は電圧と電流の位相をΘとすると、次のように表わされます。力率:cosΘ  ・・・@つまり力率は、位相のcos(余弦)をとったものというこ...

波形の最大値
波形の実効値、平均値、波形率、波高率には、それぞれの値を求めるための定義式があり、対象の波形の式をv(t)、周期をTとすると、それぞれ次のようになります。最大値については、最大値=波形の最大値なので特に定義式はありません。最大値:最大値=波形の最大値それでこれらの式をみると、波形率、波高率を求めるた...

正弦波波形の平均値
正弦波波形の実効値、平均値、最大値、波形率、波高率を求めてみます。正弦波波形は図1のような波形ですので、この波形を与える式を v(t)=Vmsinωt とします。周期はTですよ。それでは、以下順番に計算して求めてみます。正弦波波形の実効値の計算正弦波波形の実効値の計算方法は、正弦波交流波形の実効値は...

全波整流波形
全波整流波形の実効値、平均値、最大値、波形率、波高率を求めてみます。全波整流波形は図1のような波形ですので、この波形を与える式を v(t)=|Vmsinωt| とします。周期はTですよ。それでは、以下順番に計算して求めてみます。全波整流波形の実効値の計算実効値Vrmsは定義式より、で求められます。こ...

半波整流波形
半波整流波形の実効値、平均値、最大値、波形率、波高率を求めてみます。半波整流波形は図1のような波形ですので、この波形を与える式(1周期分)を、とします。周期はTですよ。@式をみるとちょっとめんどくさそうな雰囲気がありますが、半波整流波形は0〜T/2の範囲は v(t)=Vmsinωt、T/2〜Tの範囲...

方形波波形
方形波波形の実効値、平均値、最大値、波形率、波高率を求めてみます。方形波波形は図1のような波形ですので、この波形を与える式(1周期分)を、とします。周期はTですよ。図1の場合の方形波波形は、0〜T/2 の範囲はVm、T/2〜Tの範囲は−Vmになるので、式で書くと@式のようになるんですね。ちなみに、方...

のこぎり波波形
のこぎり波波形の実効値、平均値、最大値、波形率、波高率を求めてみます。のこぎり波波形の場合、実効値、平均値は他の波形のものを求めるよりも、ちょっと(けっこう?)めんどくさいですよ。まず、実効値、平均値を求めるためには、のこぎり波波形の式を考えなくてはなりません。それで、のこぎり波波形は図1のような波...

三相回路(スター結線)
三相電力の公式三相電力の公式は次の@式で表わされますよね?(P3L:三相電力、VL:線間電圧、IL:線電流、cosφ:力率)それで、この@式は三相電力の問題を解くときなどによく使っていると思いますが、@式を見ると右辺は√3倍されています。この√3を見て、なんで√3なの?と、思ったりしたことないですか...

スター結線の相電圧と線間電圧のベクトル図
スター結線(Y結線)の線間電圧と相電圧の関係式スター結線(Y結線)されている三相交流回路の線間電圧と相電圧の関係は、線間電圧=√3×相電圧  ・・・@となり、この関係式はスター結線の三相交流回路を考えるときによく使われていて、ほぼ公式みたいなものです。(てか、公式か?)それで、この関係式(@式)は三...

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