過渡現象とは?
定常状態(一定の状態)から別の定常状態に
変化するまでの現象を過渡現象といいます
コンデンサーRC回路の過渡現象
Cの充電がゼロの状態のRC回路が
t₀でスイッチを閉じたときの過渡現象です
スイッチをONすると徐々にVcが上昇し
Vc=Eで定常状態になります
一方でIcは、E/Rから徐々に減少し
0[A]で定常状態となります
VcとIcは下記の式で表すことができます
CRを時定数といいVcが0.632Eになる時点、
Icが0.368(E/R)になる時点の時間を表します
定常状態になるまでの時間は
τ(時定数)の約5倍の時間を要します
※e:ネイピア数=2.718
自然対数の低といい、自然界の法則に基づく
現象を表すのに使用する数値になります
詳しくはこちらを参照ください
自然対数の底(ネイピア数)の定義:収束することの証明 | 高校数学の美しい物語
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コイルの過渡現象
Lが初期状態のRL回路が
t₀でスイッチを閉じたときの過渡現象です
スイッチをONすると徐々にILが上昇し
IL=E/Rで定常状態になります
一方でVLは、Eから徐々に減少し
0[V]で定常状態となります
VLとILは下記の式で表すことができます
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RC過渡現象とRL過渡現象の比較
RC回路のコンデンサー(C)ははじめ短絡状態から始まり
徐々に開放状態になります
RL回路のコイル(L)ははじめ開放状態から始まり
徐々に短絡状態になります
RLC回路の過渡現象
RLC回路の過渡現象はRLCの各大きさによって
振動と減衰に変化します
式で表すと下記のようになります
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