【STEP5-5】抵抗の交流回路｜電圧と電流が同時に動く

位相の読み方を、一番単純な抵抗回路へ当てはめます。抵抗では電圧と電流が同時に増減します。

交流で手が止まりやすいのは、交流になっただけでオームの法則が使えなくなると思うことです。

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

純抵抗回路では、電圧が正なら電流も正、電圧が0なら電流も0、電圧が負なら電流も負です。したがって電圧と電流は同相です。実効値を使えば、直流と同じ形のV=RIで計算できます。電力は常に0以上で、抵抗は電気エネルギーを熱へ変えます。

• 電圧と電流は同相
• 実効値でV=RI
• 位相差0°
• 力率1

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

V=RI,\qquad P=VI=I^2R=\frac{V^2}{R}

VとIは実効値です。位相差が0°なので力率cos0°=1となり、供給された電力が有効に消費されます。

小さな数字で確認する

R=20 Ω、V=100 VならI=5.0 A、P=100×5.0=500 W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

純抵抗回路では、電圧が正なら電流も正、電圧が0なら電流も0、電圧が負なら電流も負です。したがって電圧と電流は同相です。実効値を使えば、直流と同じ形のV=RIで計算できます。電力は常に0以上で、抵抗は電気エネルギーを熱へ変えます。

次はLesson6「コイルの交流回路」です。