「ブロック機能」のリニューアルについて

式変換については単純に数学の計算問題と割り切れば分かるのですが、
コイルがあると電圧に対して90度分遅れて電流が流れると説明されるサイトが多いです。
そうしますと、ある時点で電圧が0Vにも関わらず電流は100Aとか流れるのだろうかと不思議に思っています。感覚的にいまいち理解できません。どのような感じになっているのでしょうか?

また、その瞬間には体が触れても安全なのでしょうか?逆に、電圧100V、電流0Vの瞬間も同様ですか?

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A 回答 (7件)

>コイルがあると電圧に対して90度分遅れて電流が流れると説明されるサイトが多いです。



回路の抵抗はゼロでコイル(インダクタンス)のみあるという前提です。従ってある時点で電源の電圧が0Vにも関わらず電流は100Aとか流ます。この場合はインダクタンスから電源側にエネルギーが供給されます。
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動きの中で考えればいいですね。



・ある時点で電圧が0でも、その時点までに電圧が0で無かった時間がある。その0になる前の時間の電圧の勢いによって、100Aの電流が流れるってことです。
・その後電圧は0からマイナスになって、100Aの電流を流れさせた勢いはなくなる。すると、やがて電流も同じように勢いをなくします。

それが、定期的に繰り返されるって感じです。
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No.1です。

「お礼」に書かれたことについて。

>コイルだけでもややこしいため、進相コンデンサーは取り付けていない状態で考えて居ます。

 いえいえ、逆に現実には「コイルだけ」という回路はないので、「抵抗、コイル、コンデンサー」で「綱引き」をしていることを理解した方が早いです。
 電源で電圧ゼロの瞬間、「コイルは -141V」、「コンデンサーは +141V」で、コンデンサーからコイルに電流が流れているのですから。

>P=VI=0*141=0

 いいえ。それではなく、オームの法則
  V = I × R
(交流では、インピーダンスを Z と書いて、V = I × Z)
です。
 V=0 でも、R=(Z=) 0 なら有限の電流 I が存在できます。
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>感覚的にいまいち理解できません



こんなのはどうでしょう?

荷物を地面の上で引きずる場合、押す力がなくなれば荷物はすぐに止まるでしょう。
でも荷物をつるつるした床面で押して動かしていた場合、押す力がなくなっても
荷物はしばらくは動いています。

押す力がなくても動く→電圧がなくても電流が流れる は似てませんか?

荷物は押す力によって与えられたエネルギーを運動エネルギーで蓄え、
押す力がなくなっても、蓄えたエネルギーでしばらく動くことができます。

コイルは電圧と電流によって与えられたエネルギーを磁場のエネルギーで蓄え
電圧がなくなっても蓄えた磁場エネルギーでしばらく電流を流すことができます。
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電圧と電流のサインカーブを示したグラフを見ればわかります。


電圧のカーブプラスから下がってきて0V、その時電流のカーブはまだ0Aの手前です、電圧が0Vを通り越してマイナスに・・、でも電流はまだ0Aではなくプラスのまま・・・。
0Vどころか、電圧とは逆方向にも電流が流れます。
電力=電圧×電流ですね、電圧が逆ということは、電力もマイナスになりますね。
都合のよい理屈だけ先行して考えると、位相をさらにずらして180°ずらすことができたら?、電力を消費しないモーターができるかも・・・。
交流では無効電力という言葉があります、たぶんこの電圧逆の時に流れる電流による電力のことです。
進相コンデンサーなんて聞いたことあります、機器の前にコンデンサーを並列接続、位相をずらせるようですね。
>その瞬間には体が触れても安全なのでしょうか
まさに60分の1秒のさらに瞬間なら、でもそこまで言うと直流でも差がないと思いますが。
感電そのものは人体を通る回路が成立しないと感電しません、例として100V程度では乾いたゴム長靴はいて直接裸線に触れても感電しません、ただし高圧になると静電容量も大きくなるため危険ですが・・・。
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交流の話です。


あなたは、中学生でしょうか?
まず交流を学んで下さい。
交流ですから正弦波で流れていますので、電位が「0」の瞬間は無事ですが 0.01秒後には最大電位となりますので要注意です。
電流はコイルを流れる電流のことですので、人体を流れる電流は別に計算が必要です。
質問中の100V, 0A等は実効値のことですから、少し話題が違うでしょう。
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この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
交流(50Hz)正弦波ですと、0.01秒後ですと再度0Vとなるのではないでしょうか?

お礼日時:2015/12/24 17:01

あくまで「交流」の話です。

直流のように「時間よとまれ!」の頭だけでは理解できません。「時間の経過」で考えることが必要です。(でも各瞬間には電気の基本法則はきちんと成立していますが)
 ある瞬間電圧がゼロでも、次に瞬間には電圧がかかります。電流は、それにちょっと遅れるだけです(50Hz電源なら5ミリ秒)。

 高校で習った「正弦波」を思い出してください。
 100V交流電圧なら、0V → +141V → 0V → -141V → 0V を1秒間に関東なら50回、関西なら60回繰り返しています。
(何故141Vなのかは「実効値」というものを勉強してください)
 コイルの電流は、この電圧に対して
 100A電流なら、-141A → 0A → +141A → 0V → -141AV を1秒間に関東なら50回、関西なら60回繰り返しています。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/b2/64/6441ko …
http://eleking.net/study/s-accircuit/sac-inducto …

 正確には、他にコンデンサーや抵抗が必要で、電源の電圧 0V のときにはコンデンサーに充電電圧があり、そこからコイルに電流が流れます。電源電圧 141V のときにはコイルのインピーダンス(直流の抵抗値に相当)が無限大になって電流が流れません。
 交流では、インピーダンスも時間とともに変化しています。

 コイルだけを考えると理解しにくいので、「抵抗、コイル、コンデンサー」を考えれば少し理解できるかもしれません。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/b2/64/6442ko …
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/b2/64/6443rl …
http://eleking.net/study/s-accircuit/sac-1impeda …

 交流電源でも、ある瞬間は「電圧0ボルト」になりますが、これを「触っても感電しない」と思ったら命を落とします。電源自体は「0V」でも、回路の中のコンデンサーには電荷が充電されていますから。
 電圧100V、電流0Vの瞬間は、もともとの回路のインピーダンスが無限大なので、触れた瞬間に、回路と並列に接続されたあなたの体を全電流が流れます。
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この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

コイルだけでもややこしいため、進相コンデンサーは取り付けていない状態で考えて居ます。

実は、そのサイトも見て勉強したのですが、感覚的に電圧が0Vにも関わらず141A流れることもよく分からないのです。

その時点(デルタtという概念も正直怪しいのですが)では電圧が無く何も流れていないのだから141Aではなく0Aになると思うわけです。P=VI=0*141=0

なお、触ったらと言うのは思考実験で実際に触るわけではありません。仮に触るなら僅か20ミリ秒で360度分動きますので電子的なスイッチングを用意してと言うことになると思います。

お礼日時:2015/12/24 17:55

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