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共振現象を超分かりやすく解説【直列共振と並列共振】

おはようございます。

 

電験と電気業界の研究を続けている桜庭裕介です。

 

 

今日はお知らせとなります。

 

3月号の新電気連載で「共振現象」を解説します。

 

共振現象とは何か

「虚数部=0の状態」が共振現象と言います。

 

直列回路では「電流が最大

 

並列回路では「電流が最小

 

 

となります。

 

 

「交流回路にしか存在しない現象」です。しかも、RLC回路のような「L」と「C」が存在する回路でしか起こりません。

 

直流回路には起こりません。

 

 

何故こういったことが起こるかというと

「周波数を変動させていくと、jωLと1/jωCが打ち消し合うところが存在するため」です。

 

電験を受けるなら絶対理解しておくべき

「共振」に関する問題は高頻度で出題されます。

 

大体、試験問題で言うと中盤で出てきます。ひっそりと目立たないように存在しています。

 

そして、問題によっては「共振」という言葉で表現されていないことがあります。「回路の電流が最大となる」や「回路の電流が最小となる」「周波数を変化させると」といった表現でぼやかしていたりします。

 


ここは間違いなく、得点源なんです。

 

理由は「簡単だから」

電験3種の問題は昔から比べて、レベルが上がっています。

 

 

直流の回路計算も大分レベルが高くなりました。

 

 

しかし、この「共振」に関する問題の難易度は、そこまで変化していません。

 

 

平成30年(2018年)の問題(問9)では、定義を覚えていれば点が取れる問題が未だに出題されています。

 

また、平成28年(2016年)の問題(こちらも問9)では、RLC回路の合成抵抗ができて、かつ共振条件を知っていれば点が取れる問題でした。(RLC回路の合成抵抗は求められるようになっておきましょうね。)

 

逆にいうと「難易度が上げにくい」

共振をテーマに問題を作成しようと考えてみて下さい。

 

・・

 

 

・・・

 

 

たぶん、試験問題を難しくすることって、なかなかできないと思います。

 

 

何故なら「虚数部=0」が基本だからです。

 

あとは、電気回路を複雑にするしかありません。ただ、エンジニアの技能を確かめるのに、電気回路を複雑にし過ぎるのは気が引けますよね。

 

 

このあたりから、共振に関する問題は今もなお、解きやすい問題となっているのです。

 

まとめ

以上「共振現象を超分かりやすく解説【直列共振と並列共振】」の記事となります。

 

 

新電気3月号で、がっつり解説をします。

苦手意識がある方に読んで頂ければと思います。

 

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