電験合格からやりたい仕事に就く

「電験攻略資料」と「仕事の有益情報」を配信

コンデンサに流れる電流が90度進む理由は数式で考えると良い

「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。