質問: 交流電力(r-l直列回路で)の求め方について(お願いします。) お世話になります。 標記について、参考書などではr-l直列回路を例にして説明しているのをよく見かけます。 交流電力を求めるに際し、電圧に基準にして、コイル(インダクタンス)があることから、回路には遅れ電流が流れるという説明がなされています。 しかし、直流の回路においては、電流は一定になることから、抵抗、コイルの電圧を計算して合成電圧を求め電流との関係を説明することになると思います。 電圧を基準にしたとしても、直列回路においては抵抗にかかる電圧とコイルかかる電圧の合計が電源電圧になることから、それぞれの電圧がわからないことから、回路電流の大きさは直ぐに求めることは困難であり、電圧との位相差を求めるもの面倒になると思います。ただ、イメージとして電圧を基準にすると遅れ電流が流れるというのはわかりますが・・・。 ただ、交流電力をベクトル図で示す場合、電圧を基準にとり、ある位相差θの電流のベクトルをとって、その電流をcosθとsinθに分けて考えるのがわかりやすいと思うのですが、どうしても入口のところで電圧を基準に取った場合の電流ベクトルの描き方に混乱してしまいます。 r-l直流回路の電流ベクトルはこうなる!!といってしまえばそれまでですが。直流回路では電流が一定で各要素の電圧をに違いが生じることから、合成の電圧を求め、その位相差をだすというのが考えやすいと思いますが、電圧を基準にして、電流の位相を考えるにはどのようにすれば良いのでしょうか。電源電圧は各要素の合成になることから、電流を基準にして各要素の電圧のベクトルを考えてから合成の電源電圧のベクトルを求めるべきと思うのですが・・・。 なかなかわかりづらい文章で申し訳ございません。 例えば、直流回路で抵抗16ω、誘導リアクタンス12ωで、電源に100vを加えた場合を考えると、ベクトル図を考える場合、合成のインピーダンス(20ω)から回路電流(5a)を求め、これを基準に取り、それから各要素の電圧(抵抗の電圧:80v コイルの電圧:60v)の大きさ、これらの遅れ又は進みの電圧を記載してから合成電圧(100v)を作図して位相差(tan-1(60/80)・・・の進み電圧)をだすものと思いますが、これを電圧を基準にとって電流の位相差を考えるにはどのようにすれば良いのでしょうか。 イメージいにくい内容かもしれませんが何卒宜しくお願いいたします。
回答: >参考書の説明上は、交流のr-l直列回路においては、電圧を基準にすると電流の位相が遅れるというのは、 >御回答のようにまずは電流基準で考えた上で、ベクトル図を回転させたものを前提にしているということですね。 多分、参考書はそこまでのベクトル図をイメージしていっているわけではないでしょう。 供給ac電圧に対して、流れる電流の位相が遅れるといっているだけでしょう。 ベクトル図を書くと分りますが、その前に電流は連続であるということを頭に入れておく必要があります。 直列r-lに流れる電流は連続ですから同じ位相の同じ電流iになります。この電流を角度0°(基準)とすると、抵抗にかかる電圧は同位相のr*iになり、コイルの電圧はjwl*i(位相がプラス90°)になります。 そして、この抵抗とコイルにかかる電圧の合成ベクトルが供給電圧になります。