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
© Copyright 2024 ExpyDoc
