非正弦波交流(ひずみ波交流)の実効値と電力の公式を暗記しよう!
正弦波交流以外の交流を非正弦波交流(ひずみ波交流)という。
目次
1.非正弦波交流の瞬時値式
非正弦波交流の瞬時値式は、「直流分」と「いくつかの周波数の成分に仕分けした正弦波」の合成式で表記できることが数学的に分かっている。
②の基本波は最も低い周波数成分を持つ正弦波交流である。
③の高調波は基本波の周波数の2倍・3倍・4倍…N倍の成分を持つ正弦波交流である。
2.非正弦波交流と重ね合わせの定理
非正弦波交流を取り扱う電気回路は、重ね合わせの定理を利用して、「①直流分」「②基本波」「③高調波」の回路に仕分けて考える。
① 重ね合わせの定理による「①直流分」の回路
図Aの回路の「①直流分」の回路
② 重ね合わせの定理による「②基本波」の回路
図Aの回路の「②基本波」の回路
③ 重ね合わせの定理による「③高調波」の回路
図Aの回路の「③高調波」の回路
3.非正弦波交流の電力の公式
非正弦波交流の電気回路の電力は、「①直流分の電力」「②基本波の電力」「③高調波の電力」を単純に足し合わせればよい。
図Aの回路であれば下式のように表すことができる。
4.非正弦波交流の実効値の公式
非正弦波交流の電気回路の実効値は、「①直流分の二乗」「②基本波の実効値の二乗」「③高調波の実効値の二乗」の和の平方根となる。
図Aの回路の非正弦波交流の電圧e非[V]の実効値E非[V]であれば下式のように表すことができる。
図Aの回路の非正弦波交流の電流i非[A]の実効値I非[A]であれば下式のように表すことができる。
5.非正弦波交流の各種公式のまとめ
非正弦波交流の各種公式は「文字式」で覚えようとすると非常に煩雑な式になってしまう。
そこで「日本語の式」で覚えておき、電験三種の問題の状況に応じて適切な文字記号を当てるのがより「実践的な方法」といえる。
非正弦波交流の瞬時値式の公式
非正弦波交流の実効値の公式
非正弦波交流の電力の公式
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