DCおよびAC抵抗とは

コンテンツ

• DC対AC抵抗
• DC対AC回路の方程式
• DC対AC回路のチュートリアル

発電所が建物や家庭に電力を供給する場合、それらは直流（DC）の形で長距離にわたって電力を供給します。しかし、家電製品と電子機器は一般に交流（AC）に依存しています。

2つの形式を変換すると、電気の形式の抵抗が互いにどのように異なり、実際のアプリケーションでどのように使用されるかがわかります。 DC抵抗とAC抵抗の違いを説明するDC方程式とAC方程式を考え出すことができます。

電気回路ではDC電力が単一の方向に流れますが、AC電源からの電流は一定の間隔で順方向と逆方向に交互に流れます。この変調は、ACがどのように変化し、正弦波の形をとるかを示します。

この違いは、AC電力を時間の次元で記述し、空間次元に変換して、回路自体のさまざまな領域で電圧がどのように変化するかを示すことができることも意味します。 AC電源で基本的な回路要素を使用すると、抵抗を数学的に記述することができます。

DC対AC抵抗

AC回路の場合、正弦波を使用して電源を処理します オームの法則, V = IR 電圧用 V、現在 私 と抵抗 R、しかし使用する インピーダンス Z の代わりに R.

AC回路の抵抗は、DC回路の場合と同じように、電圧を電流で除算することで決定できます。 AC回路の場合、抵抗はインピーダンスと呼ばれ、誘導抵抗や容量抵抗、インダクタやコンデンサの抵抗測定など、さまざまな回路要素に対して他の形式をとることができます。インダクタは磁場を生成し、電流に応じてエネルギーを蓄積しますが、コンデンサは回路に電荷を蓄積します。

AC抵抗を流れる電流を表すことができます I = I_m x sin（ωt+θ）電流の最大値 私は、位相差として θ、回路の角周波数 ω と時間 t。位相差は、正弦波自体の角度の測定値であり、電圧と電流の位相がどのようにずれているかを示します。電流と電圧が互いに同相の場合、位相角は0°になります。

周波数 は、1秒後に1つのポイントを通過した正弦波の数の関数です。角周波数は、この周波数に2πを掛けたもので、電源の放射状の性質を考慮しています。電流のこの式に抵抗を掛けて電圧を求めます。電圧は同様の形を取ります V_m x sin（ωt） これは、電圧を電流で割った結果としてACインピーダンスを計算できることを意味します。_m 罪（ωt） / 私_m sin（ωt+θ) .

インダクタやコンデンサなどの他の回路要素とのACインピーダンスは、式を使用します Z =√（R² + X_L²), Z =√（R² + X_C²) そして Z =√（R² +（X_L- バツ_C)² 誘導抵抗用 バツ_L、容量性抵抗 バツ_C ACインピーダンスZを見つけます。これにより、AC回路のインダクタとコンデンサのインピーダンスを測定できます。方程式を使用することもできます バツ_L =2πfL そして バツ_C = 1 /2πfC これらの抵抗値をインダクタンスと比較します L および静電容量 C ヘンリーのインダクタンスとファラッドの静電容量。

DC対AC回路の方程式

AC回路とDC回路の方程式は異なる形式を取りますが、どちらも同じ原理に依存しています。これは、DC回路とAC回路のチュートリアルで説明できます。 DC回路の電源は、DC回路の電源を観察しても、特定のポイントを通過する波の数を測定できる波形または角度を表示しないため、DC回路の周波数はゼロです。 AC回路は、これらの波を波高、谷、および振幅で表示するため、周波数を使用してそれらを記述することができます。

DC対回路方程式の比較では、電圧、電流、抵抗の異なる表現が示される場合がありますが、これらの方程式を支配する基本的な理論は同じです。 DC対AC回路方程式の違いは、回路要素自体の性質によって生じます。

オームの法則を使用します V = IR どちらの場合も、DC回路とAC回路の両方で、異なるタイプの回路の電流、電圧、抵抗を同じ方法で合計します。これは、ゼロに等しい閉ループ周辺の電圧降下を合計し、各ノードまたは電気回路上の点に入る電流を、出る電流と等しいとして計算することを意味しますが、AC回路の場合はベクトルを使用します。

DC対AC回路のチュートリアル

並列RLC回路、つまり、抵抗器、インダクター（L）、コンデンサーが互いに並列に配置され、電源と並列に配置されたAC回路がある場合、電流、電圧、抵抗を計算します（または、この場合、インピーダンス）DC回路の場合と同じ方法。

電源からの総電流は ベクター 3つの分岐のそれぞれを流れる電流の合計。ベクトル合計とは、各電流の値を二乗して合計することを意味します 私_S² =私_R² +（I_L - 私_C)² 供給電流用 私_S、抵抗電流 私_R、インダクタ電流 私_L およびコンデンサ電流 私_C。これは、状況のDC回路バージョンとは対照的です 私_S =私_R +私_L +私_C.

並列回路では分岐間の電圧降下が一定であるため、並列RLC回路の各分岐間の電圧は次のように計算できます。 R = V / I_R, バツ_L = V / I_L そして バツ_C = V / I_C。これは、元の式のいずれかを使用してこれらの値を合計できることを意味します Z =√（R² +（X_L- バツ_C)² 取得するため 1 / Z =√（1 / R）² +（1 / X_L -1 / X_C)². この値 1 / Z AC回路のアドミタンスとも呼ばれます。対照的に、DC電源を備えた対応する回路の分岐間の電圧降下は、電源の電圧源と等しくなります。 V.

直列RLC回路、抵抗、インダクタ、コンデンサが直列に配置されたAC回路の場合、同じ方法を使用できます。ノードとポイントに出入りする電流を互いに等しく設定し、閉ループ全体の電圧降下をゼロに等しくするという同じ原理を使用して、電圧、電流、抵抗を計算できます。

回路を流れる電流はすべての要素で等しく、AC電源の電流で与えられます I = I_m x sin（ωt）。一方、電圧はループの周りで合計することができます。 V_s -V_R -V_L -V_C = 0 V_R 供給電圧用 V_S、抵抗器電圧 V_R、インダクタ電圧 V_L およびコンデンサ電圧 V_C.

対応するDC回路の場合、電流は単純に V / R オームの法則で与えられるように、電圧も V_s -V_R -V_L -V_C = 0直列の各コンポーネントに対して。 DCシナリオとACシナリオの違いは、DCの場合、抵抗電圧を次のように測定できることです。 IR、インダクタ電圧 LdI / dt およびコンデンサ電圧 QC （充電用 C および静電容量 Q）、AC回路の電圧は V_R = IR、VL = IX_Lsin（ωt+ 90_°) そして VC = _IX_Csin（ωt-90°). これは、AC RLC回路が電圧源の90°前方にインダクターを持ち、90°後方にコンデンサーがあることを示しています。