電流は、その向きによって交流 (AC) と直流 (DC) に分類されます。回路を流れる電流。電流が周期的に逆方向に流れる場合、電流は AC と呼ばれます。対照的に、電流が一方向に流れる場合、それはDCとして知られています。 AC 電圧は、高電圧から低電圧へ、またはその逆に簡単に変換できます。 AC のこの特性を考慮すると、発電所からの電圧電力を下げて、家庭用電化製品の安全性を高めることができます。コンデンサーとインダクターを使用して電気の流れを別の方向に変えることができるのは AC だけです。 AC のこれらの特性は、ラジオ局のチューニングに役立ちます。したがって、家電製品には AC が最も好まれます。
交流回路の電力
AC 回路は常にリアクタンスを示します。回路によって吸収される平均電力は、蓄積された総電力になり、完全なサイクルを通じて返されます。したがって、回路によって消費される平均電力は、1 サイクル内の瞬時電力です。
回路を流れる電流と電圧は時間に依存するため、瞬時電力も時間に依存します。時間t。によって与えられます
P(t) =I(t) x v(t)
LCR 回路を考えてみましょう。電圧 V が回路に印加されます。電圧 V は次の式で与えられます
V =Vm× sinωt
現在、この場合は、によって書かれています
I =Im × sin(ωt+Φ)
ここで、
Vm – 電圧の振幅
Im – 電流の振幅
ω – 角周波数
Φ – 位相定数
電流振幅は Im =Vm/Z として与えられます
ここで、Z は回路のインピーダンスで、次の式で計算されます
Z =√[ R2+(XL-XC)2]
ここで、XL はインダクタのインピーダンス、XC はコンデンサのインピーダンスです。
tanΦ=(XL-XC)/R
または
Φ=tan-1 (XL- XC)/R
上記の式はすべて、AC 回路の消費電力を求めるために使用できます。
わかっている、P =IV
P =(Vm × sin⍵t) × (Im × sin(⍵t + Φ))
AC 回路の電力の平均値を求めるには、
Pavg =(Vm × sin⍵t) × (Im × sin(⍵t + Φ))
無駄な流れ
ワットレス電流はアイドル電流とも呼ばれます。 AC 回路に含まれる電流は、この回路で消費される平均電力がゼロに相当するため、ワットレス電流として知られています。
無電力電流は、単一のコンデンサまたはインダクタを含む電気回路でのみ生成されます。電気 AC 回路では、電圧と電流の両方が 90° または π/2 の位相角だけ異なります。
単一のコンデンサまたはインダクタが関係するため、ワットレス電流を計算する公式はありません。ただし、無効な電流の存在は、特定の回路の総エネルギー消費量がゼロに等しいことを示す満足のいく条件によって検証できます。回路内に無電力電流が存在することを確認するには、2 つの正弦波の場所の違いを知る必要があります。
ワットレス電流の式は
P =IVsinӨ
ここで、
P – ワット単位の電力。
I – アンペアでの電流。
V – ボルト単位の電圧。
Ϩ – 電流と電圧の角度位相差
品質係数
共振回路では、共振時のチューニングまたは鋭さは、クオリティ ファクターまたは Q ファクターと呼ばれます。共振回路では、品質係数は、インダクタまたはコンデンサの両端の電圧と印加電圧の比率です。
品質係数 =インダクタまたはコンデンサの電圧 / 印加電圧 —(1)
L の両端の電圧 =Iꞷ0L —(2)
上記の式で、ꞷ0 は共振時の AC の角周波数です。共振では、印加電圧は抵抗両端の電位降下です。ただし、インダクタンス（L）全体での電位降下は、静電容量での降下です。それらは位相が 180 度ずれています。潜在的な減少は相殺され、抵抗の潜在的な低下のみが存在します。
印加電圧 =IR —(3)
式 (1) に式 (2) と (3) を代入できます
Q =Iꞷ0L / IR
Q =ꞷ0L /R
品質係数は、コンデンサまたはインダクタの無効電力と平均電力の比率としても定義されます共振時の抵抗器の。
品質係数 =コンデンサまたはインダクタの無効電力 / 抵抗器の平均電力
純粋な誘導回路では、電力は共振時のリアクタンス XL です。
品質係数 =I2XL / I2R
=ꞷrL/ R
共振時の静電容量リアクタンス XC について、
品質係数 =I2XC / I2R
=1 / ꞷr RC
交流回路の力率
回路に存在する皮相電力に対する回路を流れる真の電力の比率は、次のように知られています。 AC 回路の力率。
通常は -1 から 1 の間で無次元です。
AC 回路の力率は =真の電力/皮相電力に等しい
また、cosΦ =R/Z
R- 回路の抵抗
Z- 回路のインピーダンス。
重要なポイント
RMS 電圧をインピーダンスで割り、交流電流の RMS 値のオームの法則を取得します。
位相角は、LCR 回路に供給される平均電力に影響します。
結論
AC および DC 回路の抵抗として知られる電流の流れに対する抵抗があり、オームで測定されます。交流回路に提供される抵抗は、AC 抵抗と呼ばれます。 AC 抵抗は常に導体の DC 抵抗よりも大きくなります。このため、導体の抵抗が増加し始めると、導体の有効面積が減少します。 AC で発生する抵抗は、インピーダンスとして知られています。
したがって、AC の大きさと方向は、交流電圧と同様に周期的に変化します。 AC の正弦波は不可欠です。経済的で、無駄なエネルギーの伝達が少なくなります。相互誘導の原理に基づいて、AC は容易に他のタイプの電流に変換されます。したがって、送信中の電力損失を回避します。この特性により、AC は他の電流よりも安全であるため、主に家庭用電化製品で使用されます。
