電磁気

【演習】RLC直列回路

物理【電磁気】第37講『RLC直列回路』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

RLC直列回路抵抗,コイル,コンデンサーの3種類すべてが接続された交流回路に挑戦しましょう!今回は直列接続の場合です。...
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問題

電気容量C[F]のコンデンサー,R[Ω]の抵抗,自己インダクタンスL[H]のコイルからなる下図のような直列回路に,角周波数ω[rad/s]の交流電圧Vを加える。 以下の各問に答えよ。

[Level.1]
回路に流れる電流Iの位相を基準(II0sinωt)とする。 電流Iの位相に対する,加えた電圧Vの位相のずれφについて,tanφの値を求めよ。

[Level.2]
この回路のインピーダンスZを求めよ。

[Level.3]
Zが最小となるときの周波数を求めよ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
\tan \phi =\frac{\omega L-\frac{1}{\omega C}}{R}

[Level.2]
Z=\sqrt{R^{2}+(\omega L-\frac{1}{\omega C})^2}

[Level.3]
\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}

こちらの動画で詳しい解説をしています。 ぜひご覧ください!