水曜日, 9月 05, 2007

07年種理論問2、の補足。

ここの補足、です。

自己採点の結果、理論は比較的いい点。
7~8割はいけたと思われます。
ちなみに、法規も行けたっぽい。
なんで、2種1次は無事合格、が、濃厚です…。

問2
ポイントは下記。
(1)(2)
抵抗Rと電圧Eの直流電圧源との直列接続を、電流源Ixと抵抗Rxの並列へと変換する問題。
結局、直列部分を取外したと考え、その端子で見た電圧(抵抗の両端電圧)が等しくなればよい。
つまり、I=E/Rであり、R=Rでよいことになる。
(さらに逆変換を考えると、I×Rが電圧源電圧と考えられるので、計算は合致する)

(3)
端子1-1’を短絡すると、並列抵抗6Ωは無視できる(分流の電流は全て抵抗なしの枝に流れる)ので、短絡した端子に流れる電流は2Ωと4Ωの抵抗による、電流源電流の分流。
さて、ここで電流源について考えると、手書きにあるように、結局は2Aと1Aの電流源が並列→3Aの電流源が一個ある、と考えられ、これが分流される。

(4)
端子1-1’から見た回路網インピーダンスの逆数を考えればよい。回路網のインピーダンスは、6Ω〃(2Ω+4Ω)と考えられ、合成インピーダンスは3Ω。
(ここで、「〃」は並列、「+」は直列とする)

(5)
ノートンの定理は、テブナンの電流版、のような感じであり、短絡電流と回路網コンダクタンス、負荷コンダクタンスから端子開放電圧を求める定理である。
短絡電流をI、回路網コンダクタンスをY、負荷コンダクタンスをY、負荷両端電圧をVとすると、

V=I/(Y+Y

で求められる。(Y=1/Zです)


ちなみに…。
これをテブナンて考える(元もとの回路で)。
回路網インピーダンスは3Ω。開放端子電圧は6V(電圧源では2,4,6Ωの分圧による、6Ωの両端電圧、電流源では2Aの電流が4Ω〃(2Ω+6Ω)に分流され、の電流による、6Ωでの電圧降下分、これら二つの電圧を足すと6Vになる)。
なので、負荷に3Ωを接続すると、テブナンの定理より、負荷電流Iは、

I=V/(Z+Z)=6/(3+3)=1

であり、負荷は3Ωであるため負荷での電圧降下は3×1=3Vとなる。

開放端子電圧を求めるのに、電流源変換後で考えるなら3Aの電流源の分流、で、6Ωの電圧降下を考えても同じ。

さらに、閉路解析法(キルヒホッフとか)でも電圧・電流自体は解けるはず(さすがにここまではやってないですが)だし、今回細かい計算に重ねの理を使ってますが、それだけで一気に解く事も可能。

重要なのは「解けること」ですので、どんな方法でも解ければいいのだと思っています。本来は。ただ、電験においては、特に2種ではこのように、解き方を指定される事があります。微分方程式を、ラプラス変換で解きたいのに一般解から解かされたり。

なので、得意の方法を一つずつ身につけ、最悪でも求めたい回路は解析できるようにする必要はあると思います。その上で、知らない定理でも逆算で解く事は可能なはず…。

と言う感じで、この問は以上です。