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コンデンサー、コイルの損失抵抗について
交流ブリッジの実験で損失抵抗、損失係数、キャパシタンス、インダクタンスを求めたのですが・・・ ブリッジ回路には求めたいキャパシタンスＣと損失抵抗Ｒcが直列接続で別のブリッジ回路には求めたいインダクタンスLと損失抵抗ＲLが並列接続になっていました。それらを求めて最終的には両端子間のインピーダンスが等しいことからキャパシタンスと損失抵抗を並列接続した場合のＣ'とＲ’を求めたのですがその意図がいまいち分かりません（コイルも同様に）。そもそも損失抵抗を直列接続とか並列接続されているとどうして見なせるのか分かりません。 回答よろしくお願いします。
- su---san
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- 物理学
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＞誤差が少ないとはどういうことなのでしょうか？ コイルもコンデンサもインピーダンスは有限です。 コイルなら周波数が０（直流）でインピーダンスが０になることもないし、周波数が上がって無限大になることもないです。 そこで、低周波では抵抗を直列に、高周波では並列に考えます。 その方が、広い周波数で現実に合うからです。 等価回路でキャパシタンスなどを求めるのは、別の周波数でのインピーダンスを推定するためです。 ＃そうでなければ、インピーダンスをそのまま使えば良い。 誤差が少ないとは、ある周波数で求めた結果を元に、別の周波数でのインピーダンスを求めた場合の誤差です。
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- tadys
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＞そもそも損失抵抗を直列接続とか並列接続されているとどうして見なせるのか分かりません。 それは、どちらで計算しても結果が同じになるからです。 結果が同じになるのであれば計算が楽になるほうを選らべば良いのです。 難しいほうを選ぶことが禁止されているわけではありません。 ただし、このことは周波数を一つに固定した場合に言えることで周波数が変化する場合には当てはまりません。 インダクタンスLと損失抵抗ＲLが直列になっている場合を直流で測定すればＲLが測定されますが並列の場合は抵抗値はゼロとなって違う結果になります。
お礼
参考になりました。 ご回答ありがとうございました。
- anachrockt
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後，自分で回路設計をするようになるとわかりますが，設計しやすい等価回路とゆうのがあります． 例えば，直列共振回路ではコイルもコンデンサも直列抵抗で考えた方が楽やし，並列共振回路ではコイルもコンデンサも並列抵抗で考えた方が楽です． いずれにしろ2端子のインピーダンスですから，用途に応じて使いやすい方を選べばエエでしょう．
お礼
そうなんですか。参考になりました。 ご回答ありがとうございました。
- fjnobu
- ベストアンサー率21% (491/2332)
>コイルの並列抵抗と考えると便利とありますが、直列抵抗と見なしてもよいということなのでしょうか？ そうではなくて、物理現象に合わせて考えて都合が良いという意味です。たとえばリーク電流を考えるのには並列に抵抗が入って電気が漏れたと考えると現象とぴったり同じになる訳です。それを直列に入っての損失と考えると、計算はそれでも出来ますが、現象とは合わせづらいと言う事です。 ＞最初からコンデンサーの損失抵抗は直列接続、コイルの損失抵抗は並列接続と決まっていればしっくりくるのですが・・・ コンデンサーの損失としても、直列に入るのは導線の固有抵抗であり並列に入るのは漏洩電流と考えると物理現象に合うのです。それを計算を簡略にするのにひとつに纏めることも可能なのです。
お礼
なんとなくですが分かった気がします。 詳しい解説ありがとうございました。
- fusem23
- ベストアンサー率18% (72/383)
質問の意図を読み違えているかもしれませんが… 等価回路は、外部から見た場合に同じであれば良いのです。 電圧と電流の関係が大きさと位相の違いと見なせるならば、電流の位相が進んでいるなら容量性、遅れているなら誘導性の等価回路で表すのです。 周波数を固定した場合、抵抗が直列接続か並列接続かは大きな問題ではなく、計算式により入れ替え可能です。 強いて言うなら、周波数特性が変わりますので、その誤差が少ない方を選ぶべきでしょう。
お礼
回答ありがとうございます。 誤差が少ないとはどういうことなのでしょうか？周波数は１ｋＨｚに固定してあるのですが、Rc'=1+(ωCRc)^2/Rc(ωC)^2 , C'=C/1+(ωCRc)^2 という関係式を出して計算したところC'≒C となったのですが、Rc'はRcの１０００倍ぐらいになりました。 同じコンデンサーを使用しているのに損失抵抗が直列接続または並列接続されているとの両方見なして計算することに納得がいかないんですけど、よろしければお願いします。
- fjnobu
- ベストアンサー率21% (491/2332)
コイルの銅線には抵抗があります。銅線の抵抗は直列抵抗と考えられます。コイルには磁束が発生して、漏れてしまいます。それは並列抵抗と考えると便利です。又鉄心があれば、ヒステレシス損失や渦電流損失があり、それも並列抵抗です。またすべての物にはリーク電流が起きます。それも並列抵抗です。すなわち抵抗もコンデンサーもコイルも電気回路で書かれている理想部品ではなくて、各々を必然的に持っている性質があるので、それを測定しているのです。
お礼
回答ありがとうございました。 コイルの並列抵抗と考えると便利とありますが、直列抵抗と見なしてもよいということなのでしょうか？ 最初からコンデンサーの損失抵抗は直列接続、コイルの損失抵抗は並列接続と決まっていればしっくりくるのですが・・・
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