質問: 交流電源にコンデンサーをつなげると電流がπ/2進み、コイルをつなげると電流がπ/2遅れますが これはなぜπ/2なのでしょうか 数式で導きだすことは簡単なのですが、言葉で、イメージで説明しろと言われたら まったくわからないのです 進んだり遅れたりする理由と、π/2になる理由を教えてください
回答: イメージでお答えします。 電流と電圧の関係と言うと難しく聞こえますが、これらは物理現象ですから、他の物理現象を想像すると分かり易いと思います。但し、話を簡単にするため外海の海水の水位は考えないことにします。 例えば外海と狭い海峡で結ばれた湾の海水の量を考えてみましょう。電流を海峡を流れる海水の流れの強さ、電圧を湾の水位と考えます。例えば干潮時の海水面をーVとします。この時は海峡の流れは停止(0)しています。次に満ち潮になり、海水面が干潮水位と満潮水位のちょうど中間の時(電圧0と考えます)に海峡の海水の流れ(I)が最大となり、更に満潮なれば海水面は最高(V)となりますがその際の海水の流れはゼロ(0)となります。満潮時刻が過ぎますと今度は逆の海水の流れが発生し、先ほどの中間水位に達した時水流は最大(-I)となります。 実際の海水面の推移はほぼ正弦(sin)に近い曲線を描き、その時の海流は余弦(つまりcos)に近い曲線を描きます。 余談ですが、その時の湾内の水量を電荷、湾の大きさが静電容量となります。 別なイメージでは、おもりをつけた振り子の水平の位置を電圧、振り子のスピードを電流と考えますと、振り子が両端の位置にある時は振り子のスピードがゼロ、振り子が真中にある時の振り子のスピードが最大(I)となる事は想像できると思います。 電気を電気と考えるから丸暗記する必要がありますが(目に見えない為)、他の物理現象として捕らえれば想像しやすいと思います。これら、海水、振り子、電気どれも異なる物理現象ですが、数学上では全て同一の数式で表現できます。 イメージわきましたか???