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電流と電圧の位相がことなる理由

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投稿日時 - 2006-05-11 18:59:01

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QNo.2145044

kousei5908

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質問者が選んだベストアンサー

ご質問「電流と電圧の位相がことなる理由」について,
「交流で負荷が容量性、誘導性の場合」でしょうか？

そのつもりで回答しますと
「容量性負荷,誘導性負荷の場合は電流は電圧と比例関係でないから」と
いうことになります.

電流は,
1. 抵抗性負荷(抵抗器等)では電圧に比例します.
2. 容量性負荷(コンデンサ等)では「電圧の変化」に比例します.
3. 誘導性負荷(コイル等)では「電圧の変化」に反比例します.

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1852327
の回答１もご参照下さい.

(そこにも描きましたが)よくある,サインカーブを１波分使った説明図では
１つの電圧と３つの電流が並んで描かれ,
それによると 1. は位相ズレがなく, 2.3. の電流波形は
ちょうど90度ずれているだけのように見えます.
が,正確にはそうではありません.

図がサインカーブだからそう見えるだけで,「90度」に意味はありません.
電流値は上記 1.～3. のように決まるだけのことです.

「電流波形は電圧波形と位相が90度ずれている」という表現が
時々されますが, これは正確ではありません.
その図でのみ通用する表現です.

投稿日時 - 2006-05-11 19:41:15

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ANo.1

saru_1234

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ベストアンサー以外の回答（1件中　1～1件目）

ANo.2

tadys

容量性負荷（コンデンサ）の場合流れる電流は電圧の変化に比例しますのでi = C*dV/dt となります。
V=sin(ωt)としてVを微分するとi = C*cos(ωt) = C*sin(ωt-π/4) となります。
注：π/4は角度で９０度

誘導性負荷（コイル）の場合両端の電圧は流れる電流の変化に比例しますのでV = L*di/dt となります。
V=sin(ωt)とするとsin(ωt) = L*di/dt から sin(ωt)*dt = L*di となり、両辺を積分すると-cos(ωt) = L*i です。
これを整理するとi = 1/L * sin(ωt+π/4) となります。

つまり、容量性負荷や誘導性負荷の場合、電圧と電流の関係は単純な比例にならずに
それらの変化率に比例する形になるのが位相が異なる理由です。

純粋な容量性負荷や誘導性負荷に正弦波を加えた時の電圧と電流の位相は
それぞれ90度進む（容量性負荷）、90度遅れる（誘導性負荷）ということが出来ます。

投稿日時 - 2006-05-12 06:06:18

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