①はじめに
交流ってなんだ？電気の世界にも波がある！
最近はTikTokやYouTube Shortsみたいに、リズムに乗った動画が人気だよね。音楽に合わせてテンポよく変わる映像を見てると、まるで波に乗ってるみたいな感じがする。
でも実は、波に乗ってるのはネットの世界だけじゃない。なんと、電気の世界にも本物の波がある。家の中で使っているコンセントの電気、あれはただの一定の電気じゃなくて、時間によって強さが変わる「交流」っていう電気なんだ。
この交流、ただ流れてるだけじゃなくて、いろんなものに影響を与えてる。たとえば抵抗、コイル、コンデンサー。ちょっと難しく聞こえるかもしれないけど、スマホの充電とか、パソコンの中身とか、音楽を再生する機械の中でもこれらが大活躍してる。
今回はそんな交流の正体を、わかりやすくグラフつきで解説した動画を紹介するよ。電流ってどうやって流れるの？電力ってなに？ってところから、コイルやコンデンサーの不思議な性質まで、身近な例も交えてじっくり説明してる。
理科や物理がちょっとニガテ…って人でも大丈夫。波のイメージが頭にあれば、意外とスッと理解できる内容だから、ぜひチェックしてみてね。
②問題文
・交流と抵抗
抵抗値Rの抵抗に、V = V0sin ωt の交流電圧を加える。ωは角周波数、tは時刻を表す。
(1) 抵抗を流れる電流 I を求めよ。また、t=0 から交流の1周期分について、電流 I と時刻 t との関係を示すグラフを描け。
(2) t=0から交流の1周期分について、電力の時間平均 P を求めよ。
・交流とコイル
自己インダクタンスLのコイルに、V=V0 sin ωt の交流電圧を加える。ωは角周波数、tは時刻を表す。
(1) コイルのリアクタンスを求めよ。
(2) コイルを流れる電流 I を求めよ。また、t=0 から交流の1周期分について、電流Iと時刻tとの関係を示すグラフを描け。
(3) t=0から交流の1周期分について、電力の時間平均 P を求めよ。
・交流とコンデンサー
図のように、電気容量 C のコンデンサーに、V = V0sin ωt の交流電圧を加える。ωは角周波数、tは時刻を表す。
(1) コンデンサーのリアクタンスを求めよ。
(2) コンデンサーを流れる電流 I を求めよ。また、t=0から交流の1周期分について、電流Iと時刻tとの関係を示すグラフを描け。
(3) t=0から交流の1周期分について、電力の時間平均Pを求めよ。
③解説動画はこちら
【高校物理】交流と抵抗、抵抗とコンデンサー、抵抗とコイル：抵抗値Rの抵抗に、V = V0sin ωt の交流電圧を加える。ωは角周波数、tは時刻を表す。(1) 抵抗を流れる電流 I を求めよ。また、…
https://youtu.be/YfbL3ikvvPY
④解説者
NI・SHI・NO先生
https://www.youtube.com/playlist?list=PLdLgDY469Qr70mMaZvYHRaHBlAE4w1Mc1
⑤理数個別チャンネル
https://youtube.com/@risukobetsu
全国の勉強に困っている生徒さんの役に立てるチャンネルを目指しています。主に「理・数・英」のピンポイント解説動画を載せています。
更新情報はこちら(理数個別チャンネル公式X)
https://x.com/risu_k_channel