【基礎から学ぶ電気回路】 R－L－C直列回路のポイント ～インピーダンスの三角形を描こう！～

今回は、「R－L－C直列回路のポイント」についての説明です。

１．ポイント

抵抗R、誘導性リアクタンスX_L、容量性リアクタンスX_Cが直列接続されている場合、この3要素で直角三角形を作ると斜辺がインピーダンスになります。
実際にどう考えるのか、R－L直列回路、R－C直列回路、R－L－C直列回路の3パターンを用いて説明していきます。

２．R－L直列回路

抵抗Rと誘導性リアクタンスX_Lを直列接続した場合、図1のようなインピーダンスの直角三角形が描けます。

抵抗Rを基準とした時、誘導性リアクタンスX_Lは上向きに描きます。

インピーダンスZの大きさと、ZとRのなす角θは以下のように表せます。

この角度θをインピーダンス角と呼びます。

電流Iは電圧Vより角度θだけ位相が遅れます。

３．R－C直列回路

抵抗Rと容量性リアクタンスX_Cを直列接続した場合、図2のようなインピーダンスの直角三角形が描けます。

抵抗Rを基準とした時、容量性リアクタンスX_Cは下向きに描きます。

インピーダンスZの大きさと、ZとRのなす角θは以下のように表せます。

電流Iは電圧Vより角度θだけ位相が進みます。

４．R－L－C直列回路

抵抗R、誘導性リアクタンスX_L、容量性リアクタンスX_Cを直列接続した場合、図3のようなインピーダンスの直角三角形が描けます。
※ X_L＞X_Cの場合を例としています。

抵抗Rを基準とした時、誘導性リアクタンスX_Lは上向き、容量性リアクタンスX_Cは下向きに描き、両方の成分が存在する場合は互いに打ち消し合います。

インピーダンスZの大きさと、ZとRのなす角θは以下のように表せます。

X_L＞X_Cの時は電流Iは電圧Vより角度θだけ位相が遅れ、X_L＜X_Cの時は電流Iは電圧Vより角度θだけ位相が進みます。

以上、「R－L－C直列回路のポイント」についての説明でした。

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