PowerPoint プレゼンテーション

第 1 章 : 直流回路
1.5 重ねの理
1.6 直流電力
キーワード : 重ねの理,直流電力,固有電力
学習目標 : 重ねの理を理解する.直流電力を理解し,
その最大電力を表す固有電力の性質を
学習する.
1
1.5 重ねの理
重ねの理
二つ以上の電源を含む回路網において,ある枝路に流れる
電流は,それぞれの電源が単独にあるときの電流を求めて、
それらの代数和(重ね合わせる)に等しい.
* 線形な電気回路に適用できる.
電圧や電流の一次式で表現される
2
図 1.16(a) 重ねの理
電圧源
図 1.16(b) 重ねの理
を取り去り,B-B’ 間を短絡させる
3
図 1.16(a) 重ねの理
電圧源
図 1.16(c) 重ねの理
を取り去り,A-A’ 間を短絡させる
4
それぞれの電流を重ね合わせる
図 1.16(a) 重ねの理
原因 に対する結果が
および であり,
原因
に対する結果が
および である
とき,原因
に対する結果はそれぞれの
電流の代数和で与えられる.
図 1.16(b) 重ねの理
図 1.16(c) 重ねの理
5
[ 例 ] 線形
線形
線形でない
6
[例題 1.7] 重ねの理
図1.15 において,各枝路の電流を重ねの理を
用いて求めよ.
[解]
図1.17 (a) に示すように,電源
電源
を取り去り短絡
から見た回路の合成抵抗
図 1.15 回路方程式の立て方
枝路電流
(a)
のみの場合
図 1.17 重ねの理の用い方
7
枝路電流
より
に
を代入
(a)
のみの場合
図 1.17 重ねの理の用い方
より
8
図1.17 (b) に示すように,電源
電源
を取り去り短絡
から見た回路の合成抵抗
枝路電流
(b)
のみの場合
図 1.17 重ねの理の用い方
9
枝路電流
より
に
を代入
(b)
のみの場合
図 1.17 重ねの理の用い方
より
10
電流の矢印の向きの注意して代数和(重ねの理)
を用いる.
図 1.15 回路方程式の立て方
(a)
のみの場合
(b)
のみの場合
図 1.17 重ねの理の用い方 11
第 3 回レポート
出題日:5月10日(火)
提出日:5月24日(火) 14:40 まで
提出場所:河合教員室(電気・環境都市工学科棟 3F )または教室
[1]
教科書 1 章演習問題 [1.10]
[ 予習 ]
[例題1.8]をまとめよ
12
1.6 直流電力
開放電圧 ,内部抵抗
の直流電圧源
に負荷抵抗
を接続した回路
内部抵抗は固定,負荷抵抗は可変
直流電力
:電流と電圧の積
負荷抵抗 で消費される直流電力は
どんな条件のとき最大となるか
図 1.18 最大電力の供給
回路に流れる電流
負荷に加わる電圧
負荷抵抗
で消費される直流電力
13
電力が最大となる条件
を最大にするためには,分母を最小にすればよい
14
最大電力
ただし
開放電圧
かつ内部抵抗 の電源から外部の負荷抵抗
に取り出せる最大の電力である.
* 最大電力は,電源の固有電力あるいは有能電力と呼ぶ.
* 最大電力の条件を満たす負荷抵抗
を整合負荷と呼ぶ.
15
すなわち
のとき電力 は最大であり
負荷抵抗 が より小さいときも大きいときも急速に
減少している.
図 1.19 負荷抵抗対電力
16
[例題 1.8] 内部抵抗で消費される電力
(1) 内部抵抗 で消費される電力
を求めよ.
[解]
内部抵抗 に流れる電流は負荷抵抗
に流れる電流 に等しいから
図 1.18 最大電力の供給
17
[例題 1.8] 内部抵抗で消費される電力
(2)
のとき,電力
かつ説明せよ.
を求め
[解]
図 1.18 最大電力の供給
の条件を代入
ただし
電源の内部抵抗 で消費される電力 は負荷抵抗
消費される固有電力に等しい
50-50の法則
で
18
[例題 1.8] 内部抵抗で消費される電力
(3) 規格化した電力
を
の関数としてグラフを図示せよ.
[解]
より
図 1.18 最大電力の供給
とおくと
の増加に伴って急速に減少する関数
図 1.19 負荷抵抗対電力
19
第 1 章 : 直流回路
1.5 重ねの理
1.6 直流電力
キーワード : 重ねの理,直流電力,固有電力
学習目標 : 重ねの理を理解する.直流電力を理解し,
その最大電力を表す固有電力の性質を
学習する.
20
次週
1 章演習問題 1.9
1 章演習問題 1.16
1 章演習問題 1.17
1 章演習問題 1.18
1 章演習問題 1.19
1 章演習問題 1.20
21