【STEP5-9】RLC並列回路｜電流を分けてアドミタンスで読む

直列回路では電流が共通でした。並列回路では電圧が共通で、枝ごとの電流をベクトルで合成します。

交流で手が止まりやすいのは、直列と並列で共通になる量を取り違え、枝電流を普通の足し算で合計することです。

交流は、波形を描いてから位相を読み、ベクトルにしてから式を選ぶ。

まず、現象を言葉で読む

並列回路では電圧Vを基準にします。抵抗電流IRは同相、コイル電流ILは90°遅れ、コンデンサ電流ICは90°進みます。ILとICは反対向きなので差を取ります。インピーダンスの逆数をアドミタンスYといい、電流の流れやすさを表します。

• 並列では電圧が共通
• ICは進み、ILは遅れ
• ICとILは差を取る
• Yは流れやすさ

波形と位相をつなぐ

横軸の時間、縦軸の大きさと向きを確認します。次に、同じ状態へどちらが先に着くかを見て、進み・遅れを決めます。

公式は、図の関係を短く書いたもの

Y=\sqrt{G^2+(B_C-B_L)^2},\qquad I=VY

G=1/Rはコンダクタンス、BL=1/XL、BC=1/XCはサセプタンスです。直列のZ三角形と対応させて読みます。

小さな数字で確認する

IR=3 A、IC=4 A、IL=0 Aなら、全電流I=√(3²+4²)=5 Aです。

電験3種での読み方

1. 実効値と周波数を確認する
2. 直列か並列か、共通量を決める
3. 進み・遅れを波形またはベクトルに描く
4. 単位をそろえてから式へ入れる

まとめ

並列回路では電圧Vを基準にします。抵抗電流IRは同相、コイル電流ILは90°遅れ、コンデンサ電流ICは90°進みます。ILとICは反対向きなので差を取ります。インピーダンスの逆数をアドミタンスYといい、電流の流れやすさを表します。

次はLesson10「共振・交流電力・力率」です。