Lesson11 交流回路の過去問へ｜波形・位相・式を順番につなぐ
交流の公式をさらに増やすのではなく、問題文を読んだときの順番を固定します。止まる場所が分かれば、戻るLessonも分かります。
交流で止まりやすいのは、R・L・Cを見た瞬間に、接続や位相を確認せず数字を代入することです。
今日のゴール
交流回路の問題で、条件整理から位相判定・計算・答えの確認までを順に進められるようになる。
まず、現象を言葉で読む
交流の過去問は、①実効値と周波数、②R・L・Cと接続、③XL・XC、④進み・遅れ、⑤ベクトルまたは三角形、⑥電流・電圧・電力、⑦単位・桁・位相、の順で読みます。直列なら電流、並列なら電圧を基準にします。最後に答えが誘導性か容量性か、力率の進み・遅れまで確認します。
- 実効値・周波数・接続を最初に囲む
- 直列はI、並列はVを基準にする
- 数値の後に単位と進み・遅れを言葉で確認する
ここでは、次の図で何が先に起き、何が後から変わるのかを見ます。
一問を解く前に、判断の順番を決める
まず実効値と周波数、次に直列か並列かを確認します。直列なら電流、並列なら電圧を基準に選び、XLとXCを出してから進み・遅れを判断します。式は最後です。
図を見たら、公式へ進む前に自分の言葉で一度説明してみてください。
公式は、図の関係を短く書いたもの
\text{波形}\rightarrow\text{位相}\rightarrow\text{ベクトル}\rightarrow\text{式}波形→位相→ベクトル→式の順に進めば、公式を忘れても何を描くかが残ります。答えを出した後は、単位・桁・誘導性か容量性かまで言葉で確認します。
小さな数字で確認する
R=30 Ω、XL=50 Ω、XC=10 Ωの直列回路なら、まず縦成分は+40 Ωで誘導性と判断します。次に Z=50 Ω、V=100 Vなら I=2.0 A。電流は遅れる、と答えまで一続きにします。
数字を入れた後も、最初に予想した向きや増減と合うかを確かめます。
電験3種での読み方
- 実効値・周波数・接続を最初に囲む
- 直列はI、並列はVを基準にする
- 数値の後に単位と進み・遅れを言葉で確認する
まとめ
交流は、公式を早く思い出す競技ではありません。条件を図へ移し、向きを決めてから式を選べば、基本過去問に着手できます。
次はSTEP6「三相交流」です。単相交流で身につけたベクトルと電力の読み方を、三つの相へ広げます。
EXERCISE
読んだ直後に、6問だけ。
問1 選択
純コイルで電流は電圧より進み・遅れのどちらですか。
答えを見る
90°遅れ
自己誘導が変化を妨げます。
問2 選択
純コンデンサで電流は電圧よりどうなりますか。
答えを見る
90°進み
電荷の出し入れが先です。
問3 判断
直列回路でXL>XCなら誘導性・容量性のどちらですか。
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誘導性
コイル側が残ります。
問4 まちがい探し
100 μFを100×10⁻³ Fとして計算した。
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μは10⁻⁶
100 μF=100×10⁻⁶ Fです。
問5 計算
R=30 Ω、XL-XC=40 ΩのZを求めてください。
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50 Ω
3:4:5の三角形です。
問6 総合
V=100 V、Z=50 Ω、力率0.8のPを求めてください。
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160 W
I=2 A、P=100×2×0.8です。
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