「コイルとコンデンサ、どっちが90度進み??」「いや、そもそもコンデンサ、キャパシタンスがわからん」「横文字をやめてくれ」という悩みを解消していきます。
お疲れ様です。
電験と電気業界を研究している桜庭裕介です。
簡単な自己紹介を添えておきます。
≪実績≫
❑転職関係❑『残業10時間以下』&『年収変動なし』の企業に転職成功
❑電験研究歴❏
トータル100年分の過去問を分析。
・電験1種 40年分
・電験2種 40年分
・電験3種 20年分
≪実績≫
❑電験3種関係❑
【電験|電力(水力発電)】水車まわりの記事がそのまま試験に出題されました
❑電験2種関係❑電験2種|機械【結論:ポイントを押さえて選択肢を減らす攻略法は有効だった】
❑TOEIC❑
電気エンジニアTOEIC攻略までの道のり【800点までは取れた】
先日配信した記事(「コイルに流れる電流は電圧と比較して90度遅れる」)が思った以上に読んで頂けました。(少しは恩返しできたのかな^^)
今日は「コンデンサ」「容量性負荷」をテーマにお話をしていきます。
コンデンサは電流を90度進ませる
非常に重要なので、前回記事と同様に冒頭でお伝えしておいた。
前回の復習も兼ねて、ポイントをまとめておく。
・コイルに流れる電流は90度遅れ
・コンデンサに流れる電流は90度進み
考え方は直流の回路と変わりない
コンデンサというあまり聞いたこともない負荷であっても
コイルの時と同様に
「電圧÷抵抗で電流が求まる」
「オームの法則」である。
コンデンサの回路も、直流回路と変わらずに電流計算をするため、オームの法則に従うことになる。
ただ気になるのは・・・
「コイルを流れる電流は電圧に比べて90度の遅れがあった」
のだが
コンデンサを流れる電流は電圧に比べて90度の進む
この違いは一体、どこから来るのだろうか??
この「コイルとの違い」を理解すれば、交流回路の基礎は習得したことになるだろう。
電流が90度進む事を数式で証明しよう
シンプルな回路図で、電流を計算してみよう。
コンデンサの抵抗は「1/jωC」
電源電圧は「e」
としよう。
では、電流を計算する式はどうなるかと言うと・・・
I=e・jωC=j eωC
+jは「90度進み」を示す
「複素数平面が少し不安だな・・」と思う方は前回記事を見て復習して欲しい。
数式で表したことで、複素数平面で議論できるようになった。
コイルの時と同様、電圧と電流の数式をベクトルで書くと、電流が90度進むことが一目瞭然だ。