コイル・コンデンサーのリアクタンスと位相
着眼点交流に対する「抵抗のはたらき」はコイルが \omega L、コンデンサーが \frac1{\omega C}。電流と電圧の位相が \frac\pi2 ずれ、平均の消費電力は0。
| 素子 | リアクタンス | 電流の位相(電圧に対して) | 平均電力 |
|---|---|---|---|
| 抵抗 R | R | 同じ | V_eI_e |
| コイル L | \omega L | \frac\pi2 遅れる | 0 |
| コンデンサー C | \dfrac1{\omega C} | \frac\pi2 進む | 0 |
例題
1
0.10\ \mathrm{H} のコイルに周波数 50\ \mathrm{Hz}、実効値 100\ \mathrm{V} の交流をかけた。電流の実効値を求めよ。\pi = 3.14。
解答
\omega L = 2\times3.14\times50\times0.10 = 31.4\ \Omega。I_e = 100/31.4 \approx 3.2\ \mathrm{A}。
2
周波数を2倍にすると、コイルとコンデンサーに流れる電流(電圧の実効値は一定)はそれぞれ何倍になるか。
解答
コイル: \omega L が2倍なので電流は \frac12 倍。コンデンサー: \frac1{\omega C} が \frac12 倍なので電流は 2倍。
ポイントコイルは高い周波数を通しにくく、コンデンサーは低い周波数(直流)を通しにくい。
注意「コイルは遅れ、コンデンサーは進み」を逆にしやすい。コンデンサーは電流が流れ込んでから電圧がたまる(電流が先)と考えると思い出せる。