交流回路

概要三相交流の負荷の結線にはΔ（デルタ）結線と、Y（スター）結線があります。負荷電流や電力の解析をする際に、Δ結線だと解析しづらい場合、Y結線だと解析しづらい場合があります。Δ結線とY結線は、それぞれ等価変換をすると解析しやすくなります。こ...

三相交流の負荷の結線にはΔ（デルタ）結線と、Y（スター）結線があります。Δ結線とY結線は、それぞれ等価変換をすると解析しやすくなります。Δ結線➔Y結線に変換するΔ-Y変換について解説します。

三相交流回路の問題です。三相交流の単元は難しいですが、本問はY-Y結線で、三相交流の中で最も回答しやすい結線です。

三相交流回路は、位相が120°ずつずれた３つの交流電源と、３つの負荷がYの形もしくは、Δの形に接続されて使われる回路です。相電圧・線間電圧・相電流・線電流について解説します。

RL直列回路の力率を計算する問題です。計算は単純ですが、皮相電力、有効電力、無効電力、力率について理解が必要です。

RLC直列回路の知識を問う論説問題です。共振時のインピーダンス、周波数を下げたとき、上げたときの位相特性に関する知識が問われます。知識として知っていなかったり、忘れていても、計算すれば簡単に回答が出ますので諦めずに計算しましょう。

RC回路のコンデンサの電圧から、電源電圧、消費電力を逆算していく問題です。位相に関する理解をある程度しておいた方がよいです。

交流波形の波形率、波高率の知識を問う論説問題です。似たような用語なうえ、波形率、波高率を気にする機会はあまり多くないと思われます。また、それぞれがどのような意味を表すかを理解する必要があるため、難しい問題です。

RLC直列回路の抵抗の両端電圧と、コイルの両端電圧の電圧の比を求める計算問題です。流れる電流が最大という条件から、LとCの共振条件を使うことで解けます。

RL直列回路の問題です。Lの接続の有無によって流れる電流の大きさが変わることによる消費電力の差について問われています。計算も簡単な基礎レベルの問題です。

RLC直列・並列回路の問題です。コイルLとコンデンサCが共振中の各素子の電圧・電流についての理解が問われる論説問題ですが、わからない場合でも計算することで回答を導き出せます。

交流回路のオームの法則の問題です。グラフから電圧の位相を読むことと、負荷を流れる電流の大きさ・位相がどうなるかをそれぞれ考える必要があります。本問は、電圧と電流の位相が同じため、グラフさえ読み取れれば簡単に解答を導くことができます。

RLC並列接続時の交流の電流計算の問題です。並列回路のインピーダンスの合成、合成されたインピーダンスの大きさの求め方を理解が必要です。RLC回路は、計算量が多くて取っ付きづらい問題が多いですが、この問題は解答しやすい問題です。

交流回路の電力は、皮相電力S[V・A]、有効電力P[W]、無効電力Q[Var]の３種類があります。送電・受電した交流電力のうち、実際にエネルギーとして使われる割合を力率と呼びます。これら３つの電力と力率について説明します。

RC並列接続時の直流・交流の電流計算の問題です。回路を解析した後に、直流電流と交流電流を合成する必要があります。この合成について、理解していないと間違いにつながるので、少々難しい問題です。

RLC回路を直列接続したとき、並列接続したときの、各抵抗、コイル、コンデンサの電圧・電流の位相を問う問題です。各素子の位相特性について理解をしている場合、計算するまでも無く解答できますが、地道に計算しても比較的簡単に導出できます。

RC直列回路の交流回路の計算の問題です。直列回路のインピーダンスの合成、合成されたインピーダンスの大きさの求め方を理解していれば解答できます。交流回路は面倒な計算が多いですが、この問題は解答しやすい問題です。

異なる周波数の電圧は、各周波数の電圧実効値を２乗して足し合わせたあと、ルートを取ると、重ね合わせた交流電圧の実効値を求めることができます。このことについて、説明と証明をします。

インピーダンスは、電流を流れにくくする要素である抵抗と、リアクタンスを足し合わせたものです。しかしながら、これらは単純に足すことができず、抵抗を実軸、リアクタンスを虚軸においた複素平面で表されます。

回路に交流電流が流れる場合は、電流を流れにくくするのは抵抗だけでなく、電流の変化によって生じる電磁界も電流が流れにくくします。抵抗とリアクタンスの影響をまとめたのがインピーダンスです。