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交流回路の基礎 周波数と瞬時値、実効値と平均値、位相差

交流の基礎
  • 直流と交流の違い
  • 周波数とは?
  • 瞬時値、実効値、平均値
  • 位相差とは?

直流と交流の違い

直流(DC)とは?

 直流は、一方向に電流が流れます。 電池などがDCです。 

 電流の大きさは電圧や抵抗等によって変化します。

直流,DC,DirectCurrent

交流(AC)とは?

交流は、電流の方向が周期的に変化します。 家庭用のコンセント等がACです。

 電流の波形の大きさは電圧や抵抗等によって変化します。

交流,AlternatingCurrent

周波数とは?

周波数は、1秒間に交流波が何サイクル繰り返すかを表します。周波数が大きい程サイクル数が多くなります。 周波数の単位は Hz(ヘルツ)で、サイクル数は回転運動で、1回転(360°∠)が1サイクルです。

周波数,Hz,サイクル,交流,AlternatingCurrent

瞬時値、実効値、平均値

瞬時値

ある時間の瞬間電圧(電流)の値をいいます。
最大値を Em とすると、瞬時値は、Em ~ -Em まで変化します。 
単位はvで表します。
正弦波の場合は v=Esinωt となります。

交流,瞬時値,AlternatingCurrent

実効値、平均値

最大値をEmとすると、実効値はEm× 1/√2,平均値はEm× 2/π となります。実効値は、交流の一般的な値として用いられ、一般的に回路の計算に用いるのは実効値となります。平均値は、0°~180°までの電圧の値を平均した値にまります。

最大値,実効値,平均値,AlternatingCurrent

位相差とは?

位相

位相は、交流波のあるタイミングの波の高さで、
t[s]時の角度をωt[rad]と表します。

位相差

同じ波形の交流波でも、スタートのタイミングがずれると、波の最高到達点が変化します。 遅れた分(進んだ分)の角度を位相差といいます

位相差を表す式(電圧の場合)

位相差はe=Em・sin(ωt+Φ) のように+Φで表します。

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