力率1と共振について

力率1も共振の状態も参考書のどちらの事を見ても回路のインピーダンスZの虚数部が0の時だと書いてあります。
しかし共振=力率1ではないと聞きました。なぜ同じ状態なのに共振=力率1ではないのでしょうか。
それぞれ別に条件があるのでしょうか。参考書等見てもそれぞれ「実部と虚部が等しい時」としか書いておらず違いが分かりません

共振と力率1の違い、条件の違いは何でしょうか

また、例えば画像A図はB図のようにL1と並列部の直列共振にもなるしC図のように並列部だけが並列共振にもなるようです。

B、C図のように回路全体で考えるのではなく、部分で見てその部分のインピーダンスの実数部=虚数部となれば共振となるのでしょうか

それとも元々共振は部分だけで考え、力率は回路全体で考えるという感じなのでしょうか

「力率1と共振について 力率1も共振の状態」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 参考書にはこのように書いてあります

      補足日時:2017/06/20 14:51
  • 間違えました
    説明では直列共振…コイル、コンデンサの電圧降下は0なので電線と同じ
    並列共振…電流が流れないので断線と同じ

    と解説しております。しかし力率1について勉強しますと「電流は各素子に流れているけど打ち消し合って合計0」とも書いてあります

    そうなると電流が実際に流れているのか流れていないのか電圧降下はあるのか無いのかわけが分からない状態です…

    「力率1と共振について 力率1も共振の状態」の補足画像2
      補足日時:2017/06/20 14:58

A 回答 (4件)

>回路によっては、とはどのような回路でしょうか



既に質問ででてきた回路がそうです。

共振とは一般に周波数を色々変えると
特定周波数であるところの電流や電圧に
ピークが現れることですが、そこで位相ズレが
ある方が普通。

詳しい説明には微分が必要です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます
力率1の時共振してるのかしていないのか見極めが難しいですが問題を解きつつ経験を積みたいと思います

お礼日時:2017/06/21 12:58

簡単な問題の結果や付帯条件付の法則を


一般的法則のように思い込み、それに頼って
しまうのは問題ですね。

何を共振と呼ぶかはそう簡単な話ではありませんし、
位相ずれ無し=共振という図式は回路によっては
簡単に崩れます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。回路によっては、とはどのような回路でしょうか

お礼日時:2017/06/21 11:19

No.1です。



>共振状態であれ力率1であれ電流は流れ、電圧降下も無効電力も発生していてそれが打ち消し合っているという事でしょうか

「どこに」電流は流れ、「どこに」電圧降下が発生すると言っているのですか? 
力率1なら無効電力はゼロでしょう?

何を言っているのか、意味が分かりません。

>あと、例えば抵抗+コイルの直列部とコンデンサの並列など純粋なコイル、コンデンサ以外に直列、並列に抵抗を含んでいても共振状態は成立するのですよね

「共振状態は成立」という意味がよく分かりませんが、周波数によるインピーダンスの変化と、その「極大」「極小」となる周波数が存在することになります。その「極大」「極小」が存在するという意味では、「共振状態」は存在します。
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この回答へのお礼

ありがとうございます

分かりにくく申し訳ありませんでした。
どこに電流が流れどこに電圧降下が発生するか

ですが各素子に電流はながれ、例えばコイルには-j5A流れ、コンデンサにはj5A流れた時j5-j5=0となり電源から見ると虚部が0となると考えました。

つまり、回路としては力率1で抵抗だけのように見えるけど各素子ごとに考えると電流が実際には流れている→電流が流れているので電圧降下も無効電力も発生する→発生するが虚部は合計0なので実部だけになる

のではないかなと考えました
それを理解するためにベクトルを書こうとしたのが別の質問です。

元々は

https://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon …

の問題(b)をやっていて
力率1か、では実部のみだからこの回路は抵抗だけと見なせるんだな→と言う事はコンデンサの端子電圧とはそのままVが掛かるんだな

と考えたら電流×並列部のインピーダンス×√3でしたので「力率といっても実際にはコンデンサにも電流が流れているので抵抗×電流ではなく合成インピーダンスなんだな」

と間違っていた事から力率1、共振状態の電流が分からなくなってしまいました。
また、そこから理解するために他の質問のようにこの回路から1相を取り出し、その力率1のベクトル図を書いてみようと考えました

お礼日時:2017/06/21 06:21

>しかし共振=力率1ではないと聞きました。



>しかし力率1について勉強しますと「電流は各素子に流れているけど打ち消し合って合計0」とも書いてあります

あなたの質問は、いつも「伝聞」が出典不明で書かれているので、それがどういう条件下で書かれたものか分かりません。
また、異なった条件なのに、同じ論法を無理やり使ってみたり、訳が分からないことが多いです。(なので、ときどき珍回答をして申し訳ありません)

少なくとも「力率」とは「皮相電力と有効電力の比」であって、個別の負荷の電圧・電流を考えるときには必要ありません。

共振とは、基本的には「誘導性負荷と容量性負荷との間で電流をやり取りしている」とうことで、その結果が「電流は各素子に流れているけど打ち消し合って合計0」で、並列であれば「誘導性負荷と容量性負荷との合成リアクタンス無限大」、直列であれば「誘導性負荷と容量性負荷との合成リアクタンスがゼロ」となるということです。
いずれも、電源側から見れば「負荷は抵抗だけ」になり、消費電力はすべて有効電力になるので、「力率=1」ということなのだと思いますが。

>そうなると電流が実際に流れているのか流れていないのか電圧降下はあるのか無いのかわけが分からない状態です…

個別の負荷の電圧・電流を考えるときと、電源から見て回路全体の電力がどうなるのかを区別して考えてみてはいかがですか?
もっとも、他の質問を見る限り、この「回路全体の電圧、電流」が正しく理解できていないようですが・・・。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。こちらこそいつも言葉足らずすぎる質問に丁寧に答えて下さり感謝の言葉もありません

電源から見たのが力率というヒントで何か掴めそうです

共振状態であれ力率1であれ電流は流れ、電圧降下も無効電力も発生していてそれが打ち消し合っているという事でしょうか

あと、例えば抵抗+コイルの直列部とコンデンサの並列など純粋なコイル、コンデンサ以外に直列、並列に抵抗を含んでいても共振状態は成立するのですよね

お礼日時:2017/06/20 23:41

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合わせて (1+Av)・Vin が加わることになります。つまりC1は容量値の(1+Av)倍のコンデンサとして働きます。( C1は容量は小さくても大きい電圧が加わるので流れる電流は大きくなります。)
例えば C1=10pF、Av=100倍 とすると、C2=1010PF と等価になります。
この現象をミラー効果といい、わずかな容量でも高い周波数でのゲインを大きく低下させます。スイッチング回路ではスイッチングスピードを低下させるのでその分ドライブ回路を強力にせねばなりません。


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