月曜日, 8月 06, 2007

理論の試験対策練習問題、問3の補足。

過渡現象の問題。
ここの補足
問3
ポイント。
・インダクタンスに流れる電流i(t)としたとき、インダクタンスの両端電圧は、
L・di/dt
となる。
(インダクタンスLの定義は、電流変化分→電流時間微分と電圧降下の比だから)

・過渡現象を考える上で、交流回路との関係を考えるのが(僕的)コツ。インダクタンスの場合、t=0の瞬間は電圧はステップ状に変化し、これを周波数が∞の瞬間、と見ることができるので、交流回路におけるコイルのインピーダンスωLは∞、と見ることができる。
→つまり、時間0において、i=0となるのは一目瞭然。

・ここから考えると、回路全体の電流初期値は、rとRの直列回路に対する電流、となるため、
E/(r+R)となる。

・また、直流において、コイルのインピーダンスは0となるため、時間が∞になると、並列部分の電流は全てコイルに流れる。つまり、回路の電流は、E/rとなる。

・今回、ラプラス変換を用いて解いたが、このあたりの初期値となる事が直感的にわかるので、定数部分がこうならなかったら、間違っている可能性が非常に高い事になる。

・つまり、抵抗に流れる電流は0からE/(r+R)に向けて漸近していき、コイルに流れる電流は、0からE/rに向けて漸近していく。

・iとiが等しくなる時の時間を求めるには…、logの定義がわかってれば、OK。

以上です。計算過程については手書きも参照で。