25回目 福島の原発が気がかりで心配していますが、、

25回目 1999年の問題(Y回路の消費電力を求める)
(解答は 2.73Kwです)
------では問題から------
図1の黒で表示された部分が与えられた問題です。
線間電圧210v  Z=14<π/6(Ω)の三相平衡回路です。
なお図中「<π/6」 は(cosπ/6+JSinπ/6)を表します。

以上が問題です。
(便宜上、後で書き添えた部分がピンクの部分です) 

老いぼれ親父の電気工学

ーーーでは 解答をしていきますーーーーーーーー
Z=14<π/6(Ω) の 「π/6」 はラジアン(RAD)
で表示されています、が「π/6」は30度に相当します。

ーー ラジアン(RAD) と 度(DEG)の関係は以下のとうりです
2π=360度 である事から 換算すればこのようになります。
ーーーー
2π=360度  π=180度  π/2=90度 
π/3=60度  π/4=45度  π/6=30度
 次回に ラジアン(RAD) と 度(DEG)について詳しく説明します
ーーーーーーーーー
では回路を読み解いていきます。
21回目で・・同じような事に触れれいますが・マア能書きです
 電源を三相平衡電源のYと考えると、三相平衡回路(Y-Y)に
なります(電源側の回路は省いてあります)

線間電圧から相電圧は√3分の1ですので、210/√3(v)
になり、相順をabcとし、線電流の向きをピンクの矢印に決めます。
** ここらあたりまでを1図から決め、ピンクで書き添えます **

2図がa相(1相分)を抜き出した回路で電流I=8.66A
になります。Z=14<π/6(Ω)から3図が描かかれます
ので、R=12Ω XL=7Ωとなります(複素数では 
Z=12+J7=14(Ω))、ここで力率は
12/14=0.86遅れとなります。
4図が2図の回路のベクトルです。5図が1図の回路のベクトル
となります。相順をabcとしたので、相電圧と線間電圧の
関係は(値と位相)は図のようになります。
各線電流(8.66A)は相電圧から30度(π/6)遅れています。
 さて 題意は電力ですので、1相分(a相)で計算
しましょう。4図のEaとIの囲んである所が、電力の所です。
皮相電力はEa*Iですので、210/√3(v)*8.66A
=1050VA(1相分)になります。これが3個分あります
ので3倍すると三相分の皮相電力3150VAになります。
 皮相電力、有効電力、無効電力の関係は6図になります。
有効電力は 3150VA*cosπ/6=2727Wとなります。
従って 三相分の有効電力(三相電力)2.73KW
が解答になります。
ーーー
別解ー1 2図でI=8.66A 電圧210/√3(v) ZのR
の成分は12Ω から  P(1相分)=8.66^2*12=
900W を3倍して 2700W(2.7KW):端数の処理
で誤差がありますが・・ちゃんと計算すれば2.73KWにな
りますよ。
ーーー
別解ー2  1図で線電流(Ia Ib Ic)8.66A 
線間電圧210V 負荷の力率は3図から cosπ/6  
ですので P=√3*8.66*210*cosπ/6=2.73KW
になります。

私的には 前者の2個の解答法が電力の何たるかを理解
しながらの解答になると考えますので、別解ー2 は
あまりお勧めできません。
ーーー
どうでしょうか? 順序よく考えれば、中学校のレベルでも
3種電検の問題も簡単でしょう・・・・・
暗記の項目が殆んどありませんでしょう、、、理論立てて進める
事が忘れない秘訣です。あと少しで3種電検の問題も簡単
に解答できるようになると確信しています。もうすでに
その域に達していますかナ・・・。

次回は ラジアン(RAD) と 度(DEG)について詳しく
説明する予定です。



































24回目 実効値、瞬時値 の検証です
------
実効値とは?
「交流の1サイクル(ヘルツ)の間の瞬時値の2乗の平均の平方根」です:定義です
  難しい表現ですよね。 別な言い方をすると、
抵抗に直流(DC)電圧を与えた時と同じ電力を消費する
交流(AC)電圧を実効値という。

最大値=√2*実効値 となります。(電流でも同じです)
「交流の1サイクル(ヘルツ)の間の瞬時値の2乗の平均の平方根」がどうして
この 最大値=√2*実効値 式になるかと言えば、積分の理論を
用いての話しですので、ここでは触れない事とします。ただ 
結果として 最大値=√2*実効値 なると言うことです。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
老いぼれ親父の電気工学


実効値とは
「交流の1サイクル(ヘルツ)の間の瞬時値の2乗の平均の平方根」で定義
されていますので、当然マイナス部はありません。なぜかって?
「・・2乗の平均の平方根」をしたら、全てプラスになるでしょう。
すなわち「実効値」にはマイナスはありません。ですのでこの実効値
をもって「交流」を「直流」のごとく回路を検証する訳です。又
直流と同じ電力を消費する値が実効値と言う訳です。

(私的に解釈すれば実効値をもって交流回路を精査すれば、直流と
同じ様な考え方で回路を検証できる。マア簡単に検証出来ると言う
事でしょうか??)従って一般的に交流回路及びベクトルの値は
実効値で表示(表現)する約束になっています。

 1図(下)にあるように、交流回路でありながら、電流の向きが
直流回路のように Ia Ib Ic の向きがそれぞれ負荷側に
向かう一方向である理由が・・・ 実効値で表現(表示)して
いる理由でしょう。
「実効値」にはマイナスはありません・・こんな所だと考えます。

 ※ 今まで交流回路図の表示で、「電流の向きが一方向」
の理由を教本等で何度か探しましたが見当たりませんでした、、
結果としてこのような結論にたどりました。
まずは これで間違いはないと考えています。

 どなたか別な理由があったら教えていただきたいと思います。

[なぜ交流回路図の表示で、「電流の向きが一方向」なんですか??]
を・・・マア電圧についても同様なんですが。

ーーーー では ーーーーーーーー
1図が三相平衡回路で相電圧115v  R=11.5Ω、
一相を抜き出した回路が2図です。2図で、、
相電圧115v  R=11.5Ωですので、電流I=10A(実効値)
です。この回路の電流のグラフが右図です。「最大値=√2*実効値」
により 最大値は プラス、マイナス 14Aとなります。ー14Aは1図
の電流の矢印と反対の方向(グラフの下半分はマイナスです)と理解します。
実効値の電流、と直流の電流、のグラフも添えておきました。
それぞれ見比べて下さい。(一般的に交流回路での マイナスの値とは、
想定している方向を正とし、その反対の方向をマイナスと理解します:
今回のこの電流の事です)

1図の回路のベクトルが3図です。各値(絶対値)と位相の関係は3図のとうりで
いままで説明して来たものとなんら変わる所はないので説明は省きます。

今回は「実効値と瞬時値」と「回路における矢印」について説明した
積もりでしたが思い描く説明になっていたかはなはだ疑問ですが・・・

次回に  つづく





























24回目 訂正箇所及び 電気は一休みです。
ーーーー
 真に恐縮しております。不適切な箇所が見つかりましたので、
訂正させていただきます。 2回目、10回目、13回目、
22回目 の4箇所です。お許し下さい。
 
ーーーーー 以下・・・・です。ーーーーーーーーーーーーー

2回目:ベクトルの説明
注意:ベクトルは瞬時値( [瞬時値のわかる最大値]  に訂正します
の認識で表していますが通常は実効値で記述
する約束になっています又電圧、電流等もことわりがない限り
実効値を表します。これは約束です。

次に続く・・・・
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

10回目
説明上 今回は 3図の
※ 「ベクトルは瞬時値での値」
[瞬時値のわかる最大値] に訂正します。

おわり
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

13回目 3相発電機ベクトル の説明

注意:ベクトルは瞬時値( [瞬時値のわかる最大値]  に訂正します
の認識で表していますが通常は実効値で記述
する約束になっています又電圧、電流等もことわりがない限り
実効値を表します。これは約束です。

次に続く・・・・
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

22回目 
(最大値14A(実効値の√2倍)で描いてありますが、これは
瞬時値 [瞬時値がわかるので最大値] に訂正します
であえて描いたのでこの値としました:通常ベクトルは
実効値で描くのですが・・・)

ーーーーーー以上 4箇所ですーーーーーーーーーーーーーー

老いぼれ親父の電気工学

 今日スキー場へ「スノーボード」の挑戦にと思い行ってきました。
昨晩 雪が少し降ったので、新雪が積もりコンデション良好と
思い、カメラ持参で・・・おそらくここは本州最北端の
スキー場と思います。

老いぼれ親父の電気工学

「天気は曇り時々雪又は晴れ」 こんな感じの天候でしたが、
むつ市街の写真がなんとか撮れましたので、のせておきます。
 3月になって幾分暖かく感じる日々となってきましたが、
機会をみて、仕事の合間に再度スキー場に足を伸ばそうと考え
ています。「スノーボード」の上達の為に・・・

次回は電気の内容で、、、と思います。