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投稿者 スレッド
webadm
投稿日時: 2012-8-4 23:52
Webmaster
登録日: 2004-11-7
居住地:
投稿: 3107
続:相互誘導回路
次も相互誘導回路の問題。少し捻ってある。

相互誘導回路の一次側に一定の正弦波電圧eが加わっているとき、二次側のスイッチを急に短絡する。短絡時の電圧の瞬時値が(1)最大(2)0であるときの、それぞれの場合の電流の最大値を比較せよ。



というもの。

問題文が曖昧だが、短絡時の電圧の瞬時値というのが、電源電圧eであると解釈し、同時に電流というのは二次側の電流を指していると解釈しよう。

これも以下の等価回路で考えるのがよさそうである。



一次側はずっと電源がつながれたままの状態であるため、スイッチをONするまで十分な時間が経過していると考えてよく、定常状態でスイッチをON条件を満たした時刻をt=0と考えるのがよさそうである。

t=0でスイッチを短絡した場合以下の関係式が成り立つ



これをHeaviside演算子とベクトルで書き直すと



これを演算子法で解くと



ということになる。

ここでt=0で電源電圧が(1)最大になる条件はθ=π/2であるので、スイッチに流れる電流i2は



従って、i2が最大値をとるのは、sin(ωt)=1の時(t=π/2)で



ということになる。

一方、t=0で電源電圧eが(2)0となる条件はθ=0であるので、スイッチに流れる電流i2は



従って、i2が最大値を取るのはcos(ωt)=-1となるt=πで



ということになる。つまり電源電圧が最大値でスイッチを閉じる場合と比べ、電源電圧eが0でスイッチを閉じる方が最大電流が2倍になるという驚愕の事実が明らかとなる。

著者の解は、(1)と(2)のそれぞれについて初期値問題としてi2を解いて最大電流を求めている。なお、著者の立式ではi2の方向が回路図に示された矢印とは逆方向になっている点に注意。

演算子法なら初期条件は最初から与えられているので、後は代数的に係数を置き換えればよいことになる。
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