① 位相差は「sinの中身の差」だけ
i₁=141sin(100πt+π/3)、i₂=282sin(100πt−π/6) の位相差は、(+π/3)−(−π/6)=π/2 → i₁が進んでいる(第30回の正解)。
振幅(141や282)は位相差に無関係のひっかけ。中身の引き算だけして、大きい方が「進み」です。
② 交流の電圧は「直角三角形」で足す
RL直列回路では、抵抗の電圧V_RとコイルのV_Lは位相が90°ズレているので、単純に足せません。電源電圧V=√(V_R²+V_L²)
第30回:電源100V・V_R=60V → V_L=√(100²−60²)=80V。60・80・100の「3:4:5」がそのまま答えになる、交流の看板問題です。
③ 変圧器は「電圧は巻数比・電流は逆比」
巻数比N₁:N₂=2:1、一次電流2Aの例(第31回):①電流は逆比:I₂=2×(2/1)=4A
②二次電圧:V₂=4×10Ω=40V
③電圧は巻数比どおり:E=40×2=80V
「巻きが多い側=電圧が高く・電流が少ない」。電力(V×I)が両側で同じになる、と確認すれば逆比を取り違えません。
④ 共振=リアクタンスが打ち消し合ってZ=R
RLC直列回路のインピーダンスは Z=√(R²+(ωL−1/ωC)²)。共振(ωL=1/ωC)ではカッコの中がゼロになり、Z=R(最小)・電流は最大(第32回の正解)。
「コイルとコンデンサが綱引きで相殺し、抵抗だけが残る」——この1行が交流の最重要ポイントです。
⑤ 平均値・実効値は表1枚(Vm=最大値)
| 波形 | 平均値 | 実効値 |
|---|---|---|
| 正弦波 | 0(+と−が打ち消す) | Vm/√2 |
| 半波整流 | Vm/π | Vm/2 |
| 全波整流 | 2Vm/π | Vm/√2(元の正弦波と同じ) |
⑥ CR回路に方形波——時定数とパルス幅を比べる
第33回:τ=CR=4.7μF×10Ω=47μs。入力方形波のパルス幅は50μsなのでτ≒パルス幅。この条件ではコンデンサは充放電の途中で折り返すので、v_Cの波形はほぼ三角波になります(正解)。
手順はいつも同じ:①まずτ=CRを計算 → ②パルス幅と比べる → ③波形を判断。時定数の細かい話は過渡現象の分野とセットで。
→ 過去問で確認する
交流回路の過去問と解説はこちら医用電気電子工学
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