高校物理の問題を解いていて疑問に思ったのですが、正弦交流電源の電圧で最大値がVoのとき ある時の電圧

高校物理の問題を解いていて疑問に思ったのですが、正弦交流電源の電圧で最大値がVoのとき
ある時の電圧は必ずVosinωtと表されると思っていたのですが、位相がずれてる例えばsin(ωt+φ) (φは任意)の場合もsinの関数で表わすことができるので正弦交流電源何ですか？

質問者からの補足コメント

• では、正弦交流電源と書いてあっても電圧を勝手にsinωtとおいてはダメなのですね？

    補足日時：2016/12/27 23:47

• 添付画像の(c)で、しty

  
    補足日時：2016/12/28 00:00

• sinωtとおいても良い場合も教えていただけると嬉しいです。よろしくお願いします。

    補足日時：2016/12/28 00:23

• 納得いきました。
  この問題ではva=Vsinωtと設定されている。つまり言い換えるとva=0のときをt=2πk(kは整数)となるような時間設定。この問題を解いたとき正弦交流電源なのでt=0のときV=0となると思い込んでいました。
  va=Vsinωtと設定されているときは、電圧の最大値と時間の設定がされているということ。
  また、コンデンサー、コイルを含む回路で電流または電圧の最大値だけが設定されているときは~sinωtなど自由に設定して良いということですね？

    補足日時：2016/12/28 18:33

No.6 ベストアンサー 回答者： syotao 回答日時： 2016/12/28 22:26

はい、実はこの回路のように、抵抗、コンデンサ、コイルからなる回路に正弦波電源をつなぐと、

各部の電圧電流が正弦波状になるのがわかっているのです。
それでこういう問題では、各部の電圧、電流の振幅や、位相、抵抗、インピーダンスの大きさを求める
ことがメインになり、そのためだけならば、ここを~sinωtとするという指定がない限り、
都合のよいように自由に設定できます。

この回答へのお礼

周りに聞ける人がいないので助かりました。おかげで納得できました。長々とお付き合い頂きありがとうございました。

お礼日時：2016/12/28 22:35

No.5 回答者： syotao 回答日時： 2016/12/28 16:39

あー、電源電圧は振幅がＶ₀だったんですね。

図が見にくかったんで、Vｇと読んでしまいました、すいません。

No.4 回答者： syotao 回答日時： 2016/12/28 16:28

せっかくなので、この問題でもうすこし状況説明したいと思います。

主さんは、設問（ｃ）で電源電圧ｖ(ｇ)が
ｖ(ｇ)＝Ｖ√(1＋(ωＣ－1/ωＬ)²Ｒ²)sin(ωt＋α)　　tanα=(ωＣ－1/ωＬ)R　
となるのはお分かりだと思います。
このように、Ａの電位をｖ(A)=Vsinωt とおくと
電源電圧ｖ(ｇ)はVｇsinωt とはならないのです。

しかし、この回路を説明するのに絶対にｖ(ｇ)＝Vｇsinωt としてはならない
ということはないのです。
ただ、そうするとこんどはＡの電位ｖ(A)をVsinωt とおくことはできなくなり
ｖ(A)＝Vsin(ωt+φ)とかりにφをつけておいて、設問（ａ）（ｂ）（ｃ）のような
議論を経て出した電源電圧をｖ(ｇ)＝Vｇsinωt と比較してφを決めることが
必要になります。
実際それをすると、φ＋α＝0　となり　ｖ(A)＝Vsin(ωt－α)　となります。

まとめると、抵抗、コンデンサ、コイルがまざった交流回路では
どの部分の電流電圧を何々sinωtとおくかは自由です。
しかし、いったん、どこかをそう決めたら他の部分はかならず何々sin(ωt+φ)
とおいて元の部分との位相差φを決めるということになります。

なので、位相差を気にせずに、というか、どの部分も位相差のない交流回路は
抵抗だけからできている回路だけということです。

No.3 回答者： syotao 回答日時： 2016/12/28 00:19

はい、この問題の場合、ある部分の電圧がＶｓｉｎωｔ、のようにあたえられているので

他の部分の電圧電流は、この電圧に対して一般的に位相がずれてくるので
何々ｓｉｎωｔとはおけず、何々ｓｉｎ(ωｔ＋φ)と置くことになります。

No.2 回答者： syotao 回答日時： 2016/12/27 23:55

それは、問題にもよりますね、どんな問題ですか？

No.1 回答者： syotao 回答日時： 2016/12/27 23:45

まい、そうです。

振動が時間がずれて、まったくおなじようにおこるだけだからです。