『超光速電流』

交流電気で疑問に思っていることがあります。例えば、電流が電圧より位相がπ/2進んでいる場合、時間を横軸にとったグラフでは０秒から電流がマックスに流れ電圧は０から始まる図になっています。
しかし、電流が超光速で流れるのでもない限り、スイッチを入れた瞬間から電流が最大に流れるとは考えにくい。やはり、０アンペアから立ち上がっていくと思われるのです。それが、ミリ秒とかマイクロ秒といった（もしくはナノ秒？）ごく短時間であるから、タイムラグを０として近似しているのだと考えているのですが、実際のところ、どうなのでしょう？

質問者からの補足コメント

• これまでは、最初にスイッチを入れた瞬間から、定常的（というか綺麗な波形）になるまでの間は、急角度で電流が立ち上がっていくと思っていたのですが、結構、複雑な変化を示すのですか？

  No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2021/12/21 14:02

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/12/21 07:45

>立ち上がり・立ち下がりは角の丸い

>台形や半円を伏せたような形になっています。

一般に単に「交流」といった場合、サイン波を意味することが
殆どで、だから「位相の進み」なんて言葉が出て来ます。

そうでなくて、コンピュータのクロックとかデータバス上のデータ
を現す信号は時間的にON/OFFする信号です。

こういう信号のエッジの形も物理の対象になってます。
オーバーシュートやリンギングは過渡解析と同じ手法で
計算出来ます。

No.3 回答者： chiha2525 回答日時： 2021/12/20 19:38

はい、そうだと思います。

コンピュータなどのギガオーダーの信号を使用しているようなところでは、電流（や電圧）の立ち上がり・立ち下がりは角の丸い台形や半円を伏せたような形になっています。
時間にすればナノ秒とか、もう少し緩やかでもマイクロ秒オーダーで立ち上がるので、数秒オーダーのグラフでは無視されるのだと思います。

他の方の回答にあるのは、立ち上がった後にきれいな定常波になるまでの過渡期の話で、すこし違うような気がします。

この回答へのお礼

御応答、ありがとうございます。

お礼日時：2021/12/21 13:56

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/12/20 14:36

交流の電流は最初から教科書に書いてある位相できちんと

流れているわけではなくて、スイッチを繋げた瞬間は
いろいろややこしいことがおこって、それが鎮まってようやく
教科書にのっているような電流になるのです。

スイッチを繋げた瞬間あたりの電圧や電流のふるまいを
過渡応答とか過渡現象とかいうけど、これは計算できる。
ちゃんと微分方程式を解けるようになればどんなことが起きるのか
わかるようになる。

No.1 回答者： 富士山兄 回答日時： 2021/12/20 11:47

前半で説明しているグラフの解説はある時刻の短時間での現象を解説

したグラフ図です。
後半の疑問については、過渡現象と称する現象として別に考察します。
詳しくは、図解入りで解説しているサイトがありますので、下のURL
をクリックしますと参考にして下さい。

「スイッチ投入直後にどんな電流が／日本電気技術者協会」
https://jeea.or.jp/course/contents/01119/

この回答へのお礼

御応答、ありがとうございます。

お礼日時：2021/12/21 13:57