■RLC並列回路
 以下において,位相の異なる瞬時値をベクトルの記号などで表すものとする.
【RLC並列回路】
○ 次の図のように,抵抗R,コイルL,コンデンサCが交流電源に並列に接続されているときに流れる電流
キルヒホフの法則により
(1) R, L, Cに加わる電圧は等しい.
(2) 電流の瞬時値は,各電流 , , の和に等しい.
(なお,各電流は位相が異なるので,Iの実効値は各電流の実効値の和にはなりません.)
が成り立つことを用いて求めることができます.
= = =
= + +
= sin ωt+ sin(ωt−)+Cω E sin(ωt+)
○ 右図のように
sin(ωt+)=−sin(ωt−)
で,は逆向きだから
= sin ωt+ sin(ωt−)−Cω E sin(ωt−)
= sin ωt+(−Cω E)sin(ωt−)
IRを基準方向として右向きに描き,IL −ICを下向きに描くと,次の図の水色の直角三角形の斜辺の長さが電流Iの大きさを表すことになる.
電流の大きさは
I=

電圧と電流の位相差(遅れ)をθで表すと
tanθ=
 また,インピーダンスは次の赤で示した部分だから
= sin ωt+ sin(ωt−)− sin(ωt−)
=E{ sin ωt+()sin(ωt−) }
インピーダンスの大きさは

インピーダンスと電圧との位相差(遅れ)をθで表すと
【交流における抵抗,コイル,コンデンサの働き】
※詳細は,【→この頁】を見てください.
○1 抵抗Rに流れる電流は,その両端に加わる電圧と同じ位相になる.
(抵抗は正弦波交流の位相を変えない)
=E sin ωtのとき
= sin ωtになる
○2 コイルLに流れる電流の位相は,その両端に加わる電圧の位相よりも遅れる.
(コイルは正弦波交流の位相を遅らせる.)
=E sin ωtのとき
= sin(ωt−)になる
○3 コンデンサCに流れる電流の位相は,その両端に加わる電圧の位相よりも進む.
(コンデンサは正弦波交流の位相を進める.)
=E sin ωtのとき
=Cω E sin(ωt+)になる



図1
sin(ωt−)=−sin(ωt+)
sin(ωt+)=−sin(ωt−)

[問題1]
図1に示す,R[Ω]の抵抗,インダクタンスL[H]のコイル,静電容量C[F]のコンデンサからなる並列回路がある。この回路に角周波数ω[rad/s]の交流電圧[V]を加えたところ,この回路に流れる電流[A],[A],[A],[A]のベクトル図が図2に示すようになった。このとき,LCの関係を表す式として,正しいのは次のうちどれか。
(1) ωL< (2) ωL> (3) ω2=
(4) ωL= (5) R=



 一般財団法人電気技術者試験センターが作成した問題
 第三種電気主任技術者試験(電験三種)平成19年度「理論」問9
 なお,問題及び解説に対する質問等は,電気技術者試験センターに対してでなく,引用しているこのホームページの作者に対して行うものとする.
[問題2]
図1のように,R[Ω]の抵抗,インダクタンスL[H]のコイル及び静電容量C[F]のコンデンサを並列に接続した回路がある。この回路に正弦波交流電圧e[V]を加えたとき,この回路の各素子に流れる電流iR[A],iL[A],iC[A]とe[V]の時間変化はそれぞれ図2のようで,それぞれの電流の波高値は10[A],15[A],5[A]であった。回路に流れる電流i[A]の電圧e[V]に対する位相として,正しいのは次のうちどれか。
(1) 30°遅れる (2) 30°進む (3) 45°遅れる
(4) 45°進む (5) 90°遅れる


 一般財団法人電気技術者試験センターが作成した問題
 第三種電気主任技術者試験(電験三種)平成15年度「理論」問8
 なお,問題及び解説に対する質問等は,電気技術者試験センターに対してでなく,引用しているこのホームページの作者に対して行うものとする.
[問題3]
図のように,R1=20[Ω]とR2=30[Ω]の抵抗,静電容量C=[F]のコンデンサ,インダクタンスL=[H]のコイルからなる回路に周波数f[Hz]で実効値V[V]が一定の交流電圧を加えた。f=10[Hz]のときにR1を流れる電流をI10Hz[A],f=10[MHz]のときにR1を流れる電流をI10MHz[A]とする。このとき,電流比の値として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(1) 0.4 (2) 0.6 (3) 1.0 (4) 1.7 (5) 2.5


 一般財団法人電気技術者試験センターが作成した問題
 第三種電気主任技術者試験(電験三種)平成24年度「理論」問10
 なお,問題及び解説に対する質問等は,電気技術者試験センターに対してでなく,引用しているこのホームページの作者に対して行うものとする.
[問題4]
図のようなRLC交流回路がある。この回路に正弦波交流電圧E=100[V]を加えたとき,可変抵抗R[Ω]に流れる電流I[A]は零であった。また,可変抵抗R[Ω]の値を変えてもI[A]の値に変化はなかった。このとき,容量性リアクタンスXC[Ω]の端子電圧V[V]とこれに流れる電流IC[A]の値として,正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
ただし,誘導性リアクタンスXL=20[Ω]とする。
電圧V[V]電流IC[A]


 一般財団法人電気技術者試験センターが作成した問題
 第三種電気主任技術者試験(電験三種)平成14年度「理論」問8
 なお,問題及び解説に対する質問等は,電気技術者試験センターに対してでなく,引用しているこのホームページの作者に対して行うものとする.
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