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電源電圧に対してコンデンサーとコイルの電圧の位相を作図する問題で解答が写真のようになっていたのですが、振幅が変化しているのに何か理由はあるのでしょうか?問題文では振幅の変化について特に触れられていないのですが。

「高校物理 交流回路について」の質問画像
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A 回答 (2件)

1.


多分 ・・・・
(a)は I=V jwC なので、IはVのwC倍ということで、大きく書き、
(b)は I=V/jwL なので、IはVの1/wL倍ということで、小さく書い
た・・・らしい。

全く、無意味なことだが。

2.
なお、(b)の図は間違っている。
https://jeea.or.jp/course/contents/01129/

大体、v,iがどの波形を示すかもハッキリせず、杜撰な問題だし、普通
は「コイル電流は電圧に対して、位相が90゜遅れている」と言う。
こういう変わったことを言ってはいけない。

なお、位相については
I=V/jwL から Vをexp(jwt) として、Iは
exp(jwt)/j=exp(jwt)exp(-jπ/2)=exp(j(wt-π/2)
図で vはcos(wt)を取っているので iは
cos(wt-π/2)=-sin(wt)
となる。
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(交流回路の)オームの法則により


V=ZIです(Zはインピーダンス)
(瞬時値から振幅を計算することもできますが 微積分方程式となり数3以上の数学力が必要です)

問題設定がどうなっているかに寄りますが
オームの法則により それぞれの図においてはvとiの最大値(振幅)が異なるのはむしろ当然のこと
また、2枚の図で電源電圧が異なるなら問題設定に原因がありそう
ただ、、見た感じ両図はスケールこそ異なるけれど
両者とも図からは電圧の最大振幅はVと読み取れるような気がします・・・
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