コイルとコンデンサの位相の覚え方




コイルとコンデンサの電圧と電流

コイルとコンデンサに関して、電圧と電流の位相の考え方が混乱しやすいものです。
交流回路を扱う場合には、\(R、L、C\) 各素子の電圧と電流の関係について理解しておくことが必要です。

抵抗は直流回路でも交流回路でも、電圧と電流の間に位相は現れませんが、コイルとコンデンサの場合は位相がでてきます。

電圧と電流に位相があるとき、電圧を基準にするか、電流を基準にするかによって見方は反対になるので、よく理解していないとベクトル図などが描けません。

コイルとコンデンサで、「電圧と電流のどっちが遅れるのか、進むのか」分からない時には、次のような覚え方があります。

コイルの覚え方

コイルは、\(E、L、I\)(エリー)と覚えます。
文字の順序が \(E\)(電圧)、\(L\)(コイル)、\(I\)(電流) となっているので、電圧が電流より進むと覚えます。

\(E、L、I\)(エリー)と覚えれば、電圧を基準にしても電流を基準にしても間違えません。

コンデンサの覚え方

コンデンサは、\(I、C、E\)(アイス)と覚えます。
文字の順序が \(I\)(電流)、\(C\)(コンデンサ)、\(E\)(電圧) となっているので、電流が電圧より進むと覚えます。

\(I、C、E\)(アイス)と覚えれば、電圧を基準にしても電流を基準にしても間違えません。

電圧と電流の進みと遅れについては、電圧を基準に考えるか、あるいは電流を基準に考えるかで違いますので、上のように覚えれば、どちらを基準にしても対応できると思います。

交流電源に抵抗素子Rを接続した場合

交流電源に抵抗を接続した場合は、電圧と電流の位相にズレ(位相差)はなく同相になります。

そのため、図に示すベクトルと波形になります。

交流電源にコイル L を接続した場合

交流電源にコイル(自己インダクタンス)を接続した時の、電圧と電流の関係を調べてみます。

インダクタンスLに加わる電圧とインダクタンスLを流れる電流の波形の間には、

インダクタンスの性質上、電流の波形は電圧の波形より \(\cfrac{π}{2}\) [rad] 遅れます。(電圧を基準にした場合)

交流電源にコンデンサ C を接続した場合

交流電源にコンデンサを接続した時の、電圧と電流の関係を調べてみます。

コンデンサCに加わる電圧とコンデンサCを流れる電流の波形の間には、

コンデンサの性質上、電流の波形は電圧の波形より$\cfrac{π}{2}$ [rad]進みます。(電圧を基準にした場合)

以上で「コイルとコンデンサの位相の覚え方」の説明を終わります。




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