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RL直列回路に交流電圧を流したときに、Rの抵抗値とLのインダクタンスは一定の状態で電圧の周波数だけ変えて、RとLの位相差や流れる電流の量について計測したのですが、流れる電流の値の理論値と、回路に直列につなげた電流計の指す値が大きく異なってしまいます。

オシロスコープでRとLのプローブ間電圧を計測したところ、電源周波数1kHzで
Lの振幅は3.0Vに設定したところ、Rの振幅は1.6Vになりました。
R=220Ω L=50mH
を使用したので、
I=Ee/(R^2 + (ωL)^2)^(1/2)
で計算したところ、0.017285573 [A]
という結果になったのですが、実際に計測した値は0.0005 [A]
となり、どう考えてもおかしいので計測ミスかと思い始めてきました。


経験豊かな方のご意見いただければと思います。
よろしくお願いしますm(_ _)m

A 回答 (3件)

>直列RLですので、RとLに印加している電圧の和だと思います。


なにか気になる書き方だけどこれらの電圧は位相が異なるので単純に足せませんよ。(しかも私の計算では 0.00848)

計算は以下の式です
I=1.6/(√2)/R=0.00514(A)
I=3/(√2)/wL=0.00675(A)

この回答への補足

>位相が異なるので単純に足せませんよ
なるほど。。。
電流の実効値が結局どうなるのか教えていただけるとありがたいですm(_ _)m

補足日時:2008/10/13 23:00
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答えは書いてあります。


全然、実測とあわないようですが。
頑張って調べて下さい。

この回答への補足

計測した値ですが、間違えて0を一つ余分につけていました。
正確には0.005[A]でした。
もう少し考えてみたいと思います。
ありがとうございました。

補足日時:2008/10/14 14:44
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計算に使用したEeは何?

この回答への補足

回答ありがとうございます。
直列RLですので、RとLに印加している電圧の和だと思います。
この場合は最大値4.6VでEeは4.6/√2 で計算しました。

補足日時:2008/10/13 22:14
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Q計算値と理論値の誤差について

交流回路の実験をする前に、ある回路のインピーダンスZ(理論値)を計算で求めたあと、実験をしたあとの測定値を利用して、同じ所のインピーダンスZ(計算値)を求めると理論値と計算値の間で誤差が生じました。
そこでふと思ったのですが、なぜ理論値と計算値の間で誤差が生じるのでしょうか?また、その誤差を無くすことはできるのでしょうか? できるのなら、その方法を教えてください。
あと、その誤差が原因で何か困る事はあるのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

LCRのカタログ値に内部損失や許容誤差がありますが、この誤差は
1.Rの抵抗値は±5%、±10%、±20% があり、高精度は±1%、±2%もあります。
2.Cの容量誤差は±20% 、+50%・ー20% などがあり
3.Lもインダクタンス誤差は±20%で、
3.C・Rは理想的なC・Rでは無く、CにL分、Lに抵抗分の損失に繋がる成分があります。
これらの損失に繋がる成分は、試験周波数が高くなると、周波数依存で増大します。
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測定器や測定系にも誤差が発生する要因もあります。
理論値に対する測定値が±5%程度発生するのは常で、実際に問題にならないように、
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Qカットオフ周波数とは何ですか?

ウィキペディアに以下のように書いてました。

遮断周波数(しゃだんしゅうはすう)またはカットオフ周波数(英: Cutoff frequency)とは、物理学や電気工学におけるシステム応答の限界であり、それを超えると入力されたエネルギーは減衰したり反射したりする。典型例として次のような定義がある。
電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。


ですがよくわかりません。
わかりやすく言うとどういったことなのですか?

Aベストアンサー

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です。



電子回路の遮断周波数の場合
-3dB はエネルギー量にして1/2である事を意味します。
つまり、-3dBなるカットオフ周波数とは

「エネルギーの半分以上が通過するといえる」

「エネルギーの半分以上が遮断されるといえる」
の境目です。

>カットオフ周波数は影響がないと考える周波数のことでよろしいでしょうか?
いいえ
例えば高い周波数を通すフィルタがあるとして、カットオフ周波数が1000Hzの場合
1010Hzだと51%通過
1000Hzだと50%通過
990Hzだと49%通過
というようなものをイメージすると解り易いかも。

>電子回路の遮断周波数: その周波数を越えると(あるいは下回ると)回路の利得が通常値の 3 dB 低下する。
>導波管で伝送可能な最低周波数(あるいは最大波長)。
>遮断周波数は、プラズマ振動にもあり、場の量子論における繰り込みに関連した概念にも用いられる。

簡単にいうと、一口に「カットオフ周波数」と言っても分野によって意味が違う。
電子回路屋が「カットオフ周波数」と言うときと、導波管の設計屋さんが「カットオフ周波数」と言うとき
言葉こそ同じ「カットオフ周波数」でも、意味は違うって事です...続きを読む

QRC直列回路,RL直列回路

 交流電圧源(電圧E〔V〕,周波数f〔Hz〕)に抵抗器(R〔Ω〕)とコンデンサ(C〔F〕)を直列に接続したRC直列回路において,抵抗器の両端の電圧|VR|と,コンデンサの両端の電圧|VC|を求める論理式はどのようになりますか。
 同様に,交流電圧源(電圧E〔V〕,周波数f〔Hz〕)に抵抗器(R〔Ω〕)とコイル(L〔H〕)を直列に接続したRL直列回路において,抵抗器の両端の電圧|VR|と,コイルの両端の電圧|VL|を求める論理式はどのようになりますか。

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RC回路の電流Iは
I=E/(R^2+XC^2)^0.5 
Vr=R・I=E・R/(R^2+1/ωC^2)^0.5
Vc=E/{(R^2+1/ωC^2)^0.5・ωC} 

RL回路は同様に
I=E/(R^2+XL^2)^0.5
Vr=E・R/(R^2+XL^2)
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但しXC=1/2πf、XL=2πL、E:電圧

QRL回路における位相差の理論値と実験値の差について

RL回路において、入力電圧とRの両端にかかる電圧の位相差は、周波数が増加するに従って、0[deg]→-90[deg]に理論的には減少します。しかし、実験で測定してみたところ、-75[deg]あたりまでは順調に減少したのですが、そこを境に増加に転じ、約500k[Hz]まで周波数をあげたときには位相差は-20[deg]となりました。なぜそのようになるのか自分的に、コイルにある残留抵抗が影響しているとも考えたのですがあっている自信もありません。なぜこのように実験値と理論値がずれるのかその理由をどなたか教えていただければ幸いです。お願いします。

Aベストアンサー

L=21.3m[H]、オシロのプローブの容量が10pFであるとすると、
例の、共振の式、
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500KHzまで測定したとのことですので、これの影響ですね。
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QRC回路の周波数特性

文献を参照するうえで疑問が生じたので、
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RC回路の周波数特性は、
回路の時定数で形が決まるということについての真偽について、不安を感じています。

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この値のときはこのような特性と定めることができるのでしょうか。

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お手数おかけしますが、
ご教授いただければ光栄に思います。

Aベストアンサー

「RC回路」というのは恐ろしくおおざっぱですが(^^;

仮に添付のLPF や HPFの入出力の電圧の周波数特性ならば
時定数だけで決まります。

LPF(左回路)の特性 = 1/(1+jωRC)
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RC = T(時定数)

Q遮断周波数のゲインがなぜ-3dBとなるのか?

私が知っている遮断周波数の知識は・・・
遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
<遮断周波数の定義>
出力電力が入力電力の1/2となる周波数を指す。
電力は電圧の2乗に比例するので
Vout / Vin = 1 / √2
となるので
ゲインG=20log( 1 / √2 )=-3dB
となる。

ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
となるのでしょうか?
定義として見るにしてもなぜこう定義するのか
ご存じの方いらっしゃいましたら教えて下さい。

Aベストアンサー

>ここで、なぜ出力電力が入力電力の1/2(Vout / Vin = 1 / √2)
>となるのでしょうか?
>定義として見るにしてもなぜこう定義するのか

端的に言えば、
"通過するエネルギー"<"遮断されるエネルギー"
"通過するエネルギー">"遮断されるエネルギー"
が、変わる境目だからです。

>遮断周波数とはシステム応答の限界であり、それを超えると減衰する。
これは、少々誤解を招く表現です。
減衰自体は"遮断周波数"に至る前から始まります。(-3dBに至る前に、-2dBとか、-1dBになる周波数があります)

Q回路の位相と周波数の関係について

回路の位相と周波数の関係について

電気回路の位相と周波数の関係で気になったので教えてください。

まず確認のため、式を書かせてください。
たとえば、振幅E、周波数fの電源にRとLが直列につながっている単純な回路を考えます。
この場合、インピーダンスZ=R+jωLになるわけですから、
回路電流I=E/(R+jωL)になりますよね。そして位相argI=-tan(ωL/R)
なので、瞬時値はi=[E/(R+jωL)]sin(2πft - tan(ωL/R))・・・※

問題はここからです。
仮にLが時間と共に常に変化するものだとしましょう。
そうしますと、うえの※式からわかるように回路電流の位相は常に変化することでしょう。※式の周波数の部分は電源周波数のfのままで書いてありますが、もしかしたらこのfも変わるんじゃ・・と思ってしまったんです。つまり、電源の周波数f以外の値になるのではないかと・・。
だって、「位相を微分すると周波数」になるじゃないですか?その位相がインピーダンスの変化にしたがって常に変わるんだったら周波数の変化につながるんじゃ・・?

電源の周波数が変われば、インピーダンスが変わって、位相が変わるのは※式で理解できますが、
インピーダンスが変わると、位相が変わって、周波数が変わるっていうのは※の式からは知ることができません。
ってことはやっぱfのままでいいのかなー?
ん~でも位相の微分=周波数っていう事実があるから位相変化と連動するんじゃ・・?
もちろん、いかなる場合も電源の周波数はfに固定します。もういちど書きますが、電流の周波数はfではないのか?というのが結局の質問内容です。
よろしければ教えてください。お願いしますm(__)m

あ、書いてて思ったんですけど、もしかして回路電流iを測定しようとする側からみたらiの周波数が電源のfと一致していないように「見える」だけってことでしょうかね?
ということは、こういう場合の電流測定って回路側と「同期」させないと正しく計れないということになるのでしょうか?
もし自己解決してるなら、それでいいって教えてください(笑)

回路の位相と周波数の関係について

電気回路の位相と周波数の関係で気になったので教えてください。

まず確認のため、式を書かせてください。
たとえば、振幅E、周波数fの電源にRとLが直列につながっている単純な回路を考えます。
この場合、インピーダンスZ=R+jωLになるわけですから、
回路電流I=E/(R+jωL)になりますよね。そして位相argI=-tan(ωL/R)
なので、瞬時値はi=[E/(R+jωL)]sin(2πft - tan(ωL/R))・・・※

問題はここからです。
仮にLが時間と共に常に変化するものだとしましょう。
そうしますと、...続きを読む

Aベストアンサー

まずLが周波数によって変化するかしないかがポイントです。
通常Lは変化しないものとして扱います。(線形回路)
Lの変化が無視できない場合は非線形回路となって
相当複雑な数学になります。
Lが変わらなければ一定の周波数ではインピーダンスも
一定です。

Lが一定であればあなたのの疑問はほとんど
消えてしまうでしょう。

ただ、そういう疑問を感じておろそかにせず、
突き詰めて考え抜く姿勢は非常に立派だと思います。

最後に、もしLが変動するなら電流は歪み波になります。
歪み波は高調波を含みます。
つまり、あなたのおっしゃるように電源周波数の正弦波以外の
別の周波数が負荷側で発生することになります。

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Qエクセルで片対数グラフを作る

エクセルで片対数グラフを作る方法を詳しく教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

グラフの数値軸のところで右クリックして
軸の書式設定(O)→目盛(タブ名)

対数目盛を表示する(L)
にチェックを入れてください。

Q全波整流回路について教えてください!!

いま、全波整流回路について調べていて、説明が難しくてよく分からないのですが、どなたか分かりやすく教えてくれないでしょうか?
あと整流回路との違いも分からないので教えてください。

ちなみに今、調べて出てきた物が・・・
1)理想ダイオード回路を組み合わせると全波整流回路が得られる.入力電圧の正負に関係なく正の絶対電圧が得られるので,絶対値回路とも呼ばれている.
 電源回路で使う全波整流回路とは別物である.
2)交流の全サイクルを利用するもの。

というような内容なんですが、どうかお願いします。

Aベストアンサー

質問者が言われる「説明」を、つぎのように理解されたらよいのではないでしょうか。

●すなわち ・・・

1) 理想ダイオードを巧妙に組み合せると、「全波整流回路」を作ることができ、これはまた「絶対値回路」とも呼ばれる。その理由は、この「全波整流回路」の入力側に加えられた電圧が、正の電圧(例えば+10V)であっても、あるいは、負の電圧(例えば-12V)であっても、常にそれら入力側電圧の絶対値と同じ大きさの正の電圧(この例では+10V、または+12V)が、その「全波整流回路」の出力側に現れてくるからである。ここでいう「絶対値回路とも呼ばれている全波整流回路」は、電源回路で交流電源を整流して直流電源にする場合に使う[全波整流回路]とは、回路構成やその主目的が異なっており、名称は同じであるが互いに別のものである。

2) 電源回路に使う[全波整流回路]という整流回路も、ダイオードの組み合せで作ることができる。この整流回路は、交流電源を全波整流して直流電源に変換するものである。全波整流とは、交流の全サイクル、すなわちプラス波側の電力もマイナス波側の電力も、[全て]利用して直流電力として取り出すようにする整流方法である。このため[全波整流回路]という。(ご参考: これに対し、交流電源のプラス側だけを直流に利用する整流方法を、[半波整流]といいます。)

●それぞれの回路の仕組みや動作原理を理解するには、先の回答にあったサイトなどにある説明が、役立つと思います。

●なお、全波整流回路と整流回路との違いは、分類上の違いです。全波整流回路というのは、整流回路の一つです。「整流回路」はいわば大分類、「全波整流回路」とか「半波整流回路」はその下のいわば小分類に属するものです。

以上、ご参考になれば幸いです。

質問者が言われる「説明」を、つぎのように理解されたらよいのではないでしょうか。

●すなわち ・・・

1) 理想ダイオードを巧妙に組み合せると、「全波整流回路」を作ることができ、これはまた「絶対値回路」とも呼ばれる。その理由は、この「全波整流回路」の入力側に加えられた電圧が、正の電圧(例えば+10V)であっても、あるいは、負の電圧(例えば-12V)であっても、常にそれら入力側電圧の絶対値と同じ大きさの正の電圧(この例では+10V、または+12V)が、その「全波整流回路」の出力側に現れて...続きを読む


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