Day,5 電気理論(三相交流回路、電圧と電流の位相差)、作業実習

５日目、午前中は座学～午後から実習

-電気理論-

単相交流回路の最大値、実行値、平均値、瞬時値

最大値…　Im(A) m:max
正弦波交流の最大振幅の電流の大きさ

実行値…　I＝Im/√2(A)
同じ発熱効果を生じる直流の電流値

平均値…　Ia＝2Im/π(A)
電流の正の半サイクルの平均値

瞬時値…　i＝Imsin2π

特にことわりのない場合、交流の大きさは実行値であらわす
一般家庭の電源電圧の実行値は100V
最大値は100x√2≠141V
平均値は2x100√2÷3.14≠90.1V

インピーダンス(電気の流れを妨げるもの＝負荷)

基本要素は３つ

①抵抗
電流が流れると発熱してエネルギーを消費する

②コイル/インダクタンス:L 単位Hヘンリー
電流が流れると電磁作用を及ぼす/現状を維持する性質

XL=2πfL〔Ω〕
X:誘導性リアクタンス
f:周波数〔Hz〕
L:インダクタンス〔H〕

電圧に対して電流は90ﾟ遅れる

XLはfに比例する　f:2倍→XL:2倍

③コンデンサ/キャパシタンス:C 単位Fファラド
電荷を蓄えて静電作用を及ぼす/電気をためこむ性質/絶縁体を電極板ではさみこんだもの

Xc=1/2πfC〔Ω〕
X:容量性リアクタンス
c:キャパシタンス〔F〕：静電容量

電圧に対して電流は90ﾟ進む

Xcはfに反比例する　f:2倍→Xc:1/2倍

インピーダンスと電圧、電流

RL直列回路のインピーダンスZ(Ω)と電圧V(V)、電流I(A)の関係は

Z=R+XL とはならずに
Z=√R2+XL2 となる

VL縦軸とVR横軸にV(Z)の線を引いたグラフに表し、三平方の定理(ピタゴラスの定理)におきかえ、

Z:a XL:b R:C

とすることにより
a2=b2+c2
a=√b2+c2 = Z=√R2+XL2

三相交流回路

三相交流は３系統の単相交流をそれぞれ120ﾟずつ位相をずらして組み合わせたもので、各瞬時値における波形の大きさの和は０になる

三相交流電源に接続する三相負荷の結線にはＹ(ワイ、スター、星形)結線と△(デルタ、三角)結線がある

Ｙ結線

線間電圧＝√3 x 相電圧 〔V〕
線電流(相電流)＝V/√3Z〔A〕

△結線

線間電圧＝相電圧
線電流＝√3 x相電流 = √3 Vl/Z〔A〕

オマケ

※同じ負荷をＹ結線したときの線電流をIy、△結線したときの線電流をI△とすると

Iy/I△　＝　1/3　となり、このことをスターデルタ始動方式とゆう(誘導電動機に用いられる)

電圧と電流の位相差

位相差＝電圧に対し時間的な遅れで電流が流れる角度θ

力率＝位相差のcos＝cosθ

直列回路
P＝VIcosθ =IR2R
cosθ=P/VI=I2R/VI=VRI/VI= VR/V

並列回路
cosθ=P/VI=IR2R/VI=IR/I= IR/√IR2+I2I
全電流I= √IR2+IL2

交流の電力の計算

P=IVcosθ〔W〕

抵抗RとXが並列に接続されている場合
P=IRV =IR2R〔W〕
Xに流れる電流IXは電力を消費しない

作業実習

技能試験候補問題⑨を作成