RL直列回路


抵抗RとコイルLを直列に接続した回路です。直列接続では、RとLに同じ電流が流れます。

RL直列回路

RL直列回路

RL回路

RL回路の電圧

\(V_R\)と\(V_L\)の関係は次のとおりです。

抵抗の電圧 \(\dot{V}_R=R\dot{I}\)
コイルの電圧 \(\dot{V}_L=j\omega L\dot{I}\)
全体の電圧 \(\dot{V}=\dot{V}_R+\dot{V}_L\)
電圧の大きさ \(V=\sqrt{V^2_R+V^2_L}\)
位相差 \( \theta = tan^{-1} \frac{\omega L}{R}\)

RL回路のインピーダンス

電圧と電流、インピーダンスの関係 \(\dot{V}=\dot{V}_R+\dot{V}_L=\dot{I}(R+j\omega L)\)
合成インピーダンス \(\dot{Z}=R+j\omega L\)
インピーダンスの大きさ \(Z=\sqrt{R^2+(\omega L)^2}\)
位相差 \( \theta = tan^{-1} \frac{\omega L}{R}\)

シミュレーションの例

コイルL1=1[H],抵抗R1=1[Ω]のRL直列回路に、電圧1[V], 周波数1Hzの交流電源V1を接続しています。
L1とR1の電圧位相差は、\(tan^{-1} \frac{\omega L}{R} = \approx 81^\circ\)です。
回路の合成インピーダンスは、\(Z=\sqrt{R^2+(\omega L)^2} = \sqrt{1^2+(2\pi)^2} \approx 6.36 \)Ωです。

RL直列回路

RL直列回路

L1の電圧V1と、R1の電圧V2との位相差は\(81^\circ\)です。また、L1の電圧V1と電流Iの位相差も\(81^\circ\)です。V2とIは同相です。

RL回路の電流と電圧

RL回路の電流と電圧

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