510.理論的背景について
#理論
◆背景理論は大切
本実験は電気回路の交流理論をその背景に置いている.
電気回路の交流理論は古くからあるので,教科書もたくさんあり,Webコンテンツも多くある.
直流回路では回路の特性は素子の特性がシンプルに結びついている.
しかし交流回路では,一つ一つの電気素子の特性とそれらが組み合わさって生じる回路全体としての特性とでは,まったく異なる現象として現れる.
それを本実験でぜひ視覚的・感覚的に確かめてほしい.
とはいえ,背景理論を知らずに実験ばかりしても理解が進むものではない.
実験で起きる現象がなぜそうなるのか,理論も十分理解しておく必要がある.
◆電気素子
$ L, C, Rの電気素子についての基礎知識(Panasonicのページがわかりやすい)
抵抗器の基礎知識(役割・単位と記号・規格)- Panasonic
コンデンサの基礎知識(1) 仕組み・使い方・特性 - Panasonic
コンデンサの基礎知識(2) 種類・特徴・用途- Panasonic
インダクタ(コイル)の基礎知識(1)基本構造・記号・電圧と電流 - Panasonic
インダクタ(コイル)の基礎知識(2)特性・種類- Panasonic
◆交流回路の特徴
交流回路を特徴づける概念を挙げておく.
周波数特性と過渡特性
時定数$ \tau の存在
共振現象:共振周波数$ f_0/角周波数$ \omega_0
$ Q値の存在,複数の$ Q算出式
一つの教科書では理解しにくい人は,webを検索して自分が理解しやすい記述のコンテンツを見つけるといいだろう.
ここではいくつかのリンクを例示しておく.
RLC回路 - Wikipedia
RLC直列共振回路-eleking.net
◆回路シミュレータ
回路理論とその振る舞いを見るには,シミュレーションするのがよい.
シミュレータはいろいろあるがweb上によいページがある.
ブラウザ電子回路シミュレータ「ざわざわシミュレータ」
https://scrapbox.io/files/60701758178431001c2228ee.png
ざわざわシミュレータは全て回路と素子の値を入力することができるが,多くの回路のシミュレーションがすでに用意してある.
その中で本実験に関係する回路は以下の2つだろう.
1次RC回路の過渡解析・AC解析
直列共振回路
ぜひ,理解の一助にしてほしい.
2021/4/9