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微分方程式

  • 2021年2月6日

RLC直列回路の過渡現象(直流回路)の例題

本記事では、$RLC$直列回路の過渡現象の例題として、旧制度の電験一種の過去問題を取り上げる。 RLC直列回路の過渡現象(直流回路):例題 出典:電験一種筆記試験「理論」 昭和46年度問3 (問題文の記述を一部変更しています) 図1の回路において、スイッチ$\mathrm{S}$を閉じた後の$\mathrm{A-B}$間に現われる電圧の変化を求め、$R=\displaystyle{\frac{4} […]

  • 2020年12月13日

相互誘導回路の過渡現象(交流回路)

本記事では、交流電源が接続された、相互インダクタンスを含む相互誘導回路における過渡現象について解説する。 回路方程式 自己インダクタンスがそれぞれ$L_1,\ L_2$,および相互インダクタンス$M$となる2つのコイルを向かい合わせ、波高値$E_\mathrm{m}$,周波数$\omega$である正弦波交流電源$e=E_\mathrm{m}\sin\left(\omega t+\theta\rig […]

  • 2020年11月29日

相互誘導回路の過渡現象(直流回路)

本記事では、直流電源が接続された、相互インダクタンスを含む相互誘導回路における過渡現象について解説する。 回路方程式 自己インダクタンスがそれぞれ$L_1,\ L_2$,および相互インダクタンス$M$となる2つのコイルを向かい合わせ、直流電源$E$,抵抗$R_1,\ R_2$を接続した相互誘導回路にて、時間$t=0$でスイッチを閉じた状態のものを図1に示す。   図1 相互誘導回路 &n […]

  • 2020年5月24日

LC並列回路の過渡現象(直流回路)

本記事では、直流電源が接続された$LC$並列回路における過渡現象について解説する。 回路方程式(スイッチ開→閉) 直流電源$E$,抵抗$R_0$,静電容量$C$,インダクタンス$L$が接続された$LC$並列回路にて、時間$t=0$でスイッチを閉じた状態のものを図1に示す。 (図1の回路では、$L$および$C$に過大な電流が流れるのを防ぐため抵抗$R_0$を挿入している)   図1 $LC […]

  • 2020年5月16日

RC並列回路の過渡現象(直流回路)

本記事では、直流電源が接続された$RC$並列回路における過渡現象について解説する。 回路方程式(スイッチ開→閉) 直流電源$E$,抵抗$R_0$および$R$,静電容量$C$が接続された$RC$並列回路にて、時間$t=0$でスイッチを閉じた状態のものを図1に示す。 (図1の回路では、$C$に過大な電流が流れるのを防ぐため抵抗$R_0$を挿入している)     図1 $RC$並列回 […]

  • 2020年5月5日

RL並列回路の過渡現象(直流回路)

本記事では、直流電源が接続された$RL$並列回路における過渡現象について解説する。 回路方程式(スイッチ開→閉) 直流電源$E$,抵抗$R_0$および$R$,インダクタンス$L$が接続された$RL$並列回路にて、時間$t=0$でスイッチを閉じた状態のものを図1に示す。 (図1の回路では、$L$に過大な電流が流れるのを防ぐため抵抗$R_0$を挿入している)   図1 $RL$並列回路(スイ […]

  • 2020年5月4日

LC直列回路の過渡現象(直流回路)

本記事では、直流電源が接続された$LC$直列回路における過渡現象について解説する。 回路方程式 図1に直流電源$E$,インダクタンス$L$,静電容量$C$が接続された$LC$直列回路を示す。     図1 $LC$直列回路   図1の回路の電流$i$に関して、キルヒホッフの第二法則を適用すると、回路方程式は、 $$L\frac{\mathrm{d}i}{\mathrm […]

  • 2019年10月30日

円筒導体における電流分布と表皮効果

本記事では、円筒導体に流れる電流の空間および時間分布を考え、表皮効果と表皮の深さに関する式を導出する。 円筒導体内の電流分布 円筒導体における電磁気の基本式 円筒導体の長さ$x$方向に、時間$t$で変化する電流密度$\boldsymbol{J}\left(x,t\right)$である電流が流れている場合を考える。 ただし、電流はその他の方向には流れ出ないものとする。   このとき、導体内 […]

  • 2019年7月3日

回路の過渡現象まとめ

本記事では、各素子を接続した回路にスイッチをいれた直後の過渡現象についてまとめる。 過渡現象とは 過渡現象とは「ある定常状態から別の定常状態に移行する際に起こる現象」である。   微分方程式で表される回路方程式の解は、 次の状態に移行する際の「過渡状態」においてのみ現れ、時間が経つと$0$になる過渡解 回路の定常状態を表す定常解 の2つの重ね合わせによって表すことができる。   […]

  • 2019年7月2日

RLC直列回路の過渡現象(交流回路)

本記事では、直流電源が接続された$RLC$直列回路における過渡現象について解説する。 回路方程式 図1に波高値$E_m$,周波数$\omega$である交流電源$e=E_m\sin\omega t$,抵抗$R$,インダクタンス$L$,静電容量$C$が接続された$RLC$直列回路を示す。 このとき、スイッチが入る前には$C$は充電されていないものとする。   図1 $RLC$直列回路 &nb […]