2023年2月11日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (5)リアクタンスその2 |
第31期受験直前講座 (5)リアクタンスその2 今回は、コンデンサーによるリアクタンスを考えてみます 。その後、前回出題致しました演習問題の解答を行いま す。 それでは、 今回のテーマである コンデンサーによるリア クタンスに関する演習問題を出題します。 [ヒント] コンデンサーによるリアクタンス:XC は、以下の 式で求められます。 XC = 1/(ωC) 演習問題(4) 電源の角周波数を 1000 [rad/s] とした時、 コンデンサ ーの容量が 1.25 [μF] の場合の容量性リアクタンスを 求めて下さい。 次に、回路のインピーダンス:Z と 回路に流れる電流: I を求めて下さい。 1.25 [μF] = 1.25 x 10^−6 [F] です。 注・・・図番が飛んでいますが、図-3は、ありません。 解答と その導き方及び リアクタンスのまとめは次回、行 います。 前回出題致しました演習問題の解答を行います。 ますは、問題から見てみましょう。 演習問題(3) [1] 図-2 の回路のインダクタンスは、3 [mH] です。電源 の角周波数 ω が 1000 [rad/s] であったときの誘導 性リアクタンス:XLを単位を含めて答えて下さい。 [2] 図-2の回路の合成インピーダンス: Zを求めて下さい 。 [3] 抵抗:R の値を求めて下さい。 [解答] 続きは、記事をお買い上げに上続きを読むをクリックしてお読み下さい。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月10日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (5)リアクタンスその1 |
第30期受験直前講座 (5)リアクタンスその1 今回から3 回に分けて電気回路で重要なリアクタンス についての 要点と演習問題の出題をいたします。 解き方については、次回ご説明します。 <コイルのリアクタンス:XL> 回路において 電流の妨げとなるのは、 インピーダンス :Zです。 皆様は、電流を妨げる物と聞いて抵抗:R を思い浮かべ る方が多いと思いますが、 それだけでは、 電気回路の 問題を解く事は、出来ません。 抵抗は、直流回路においても交流回路においても 同じ く電流を妨げます。 今回出題します RL回路においてコイルは、導線で出来 ていますので 直流回路においては、ただの導線ですが 交流回路においては、 周波数によりその値が変わるリ アクタンスになります。 リアクタンスは、コイル または、コンデンサーによる交流 に対する抵抗成分です。 (コンデンサーの場合もリアクタンスは、周波数により そ の値が変わります。) コイルによるリアクタンスは、XL と表記します。 また、その値は、抵抗:R が 実数 であるのに対してリア クタンスは、虚数 になります。その実数部分と虚数部分 のベクトルを 合成したものが インピーダンス;Zです。 Z= R + jX 交流回路において 抵抗だけの回路が あったとしますと その場合は、 虚数部分がありませんので Z = R となり ますが、この場合も Rは、リアクタンスが”0” のインピー ダンスになります。 注・・・図の番号が順不同になっています。 続きは、記事をお買い上げに上続きを読むをクリックしてお読み下さい。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月8日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (4)直流回路の演習問題の解答 |
第31期受験直前講座 (4)直流回路の演習問題の解答 前回出題致しました演習問題の解答を行います。 それでは、前回の問題から見てみましょう。 演習問題(2) 問1 75 [Ω](オームと読みます) と25 [Ω]の抵抗をそれぞ れ 1つづつを直列に接続した場合の合成抵抗値を求 めて下さい。 問2 6 [Ω] と 3 [Ω] と2 [ Ω] の抵抗を 各 1 つづづ並列 接続した場合の合成抵抗値を求めて下さい。 問3 次の回路図における電流I1 と I2は、それぞれ何 [A] でしょうか?又、R3 の両端電圧は、何[V] でしょうか ? [解答] 問1 求める合成抵抗を R0 としそれぞれの抵抗をR1及びR2 としますと R0 = R1 + R2 = 75+25 = 100 [Ω] 答えは、100 [Ω] です。 問2 求める合成抵抗を R0 とし それぞれの抵抗を R1、R2、 R3 としますと R0 = 1/{ (1/R1) + (1/R2) + (1/R3) } =1/{ (1/6) + (1/3) + (1/2) } =1/{ (1/6) + (2/6) + (3/6) } =1/{ (6/6) } = 1 [Ω] 答えは、1 [Ω] です。 問3 続きは、記事をお買い上げに上続きを読むをクリックしてお読み下さい。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月7日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (4)直流回路の演習 |
第31期受験直前講座 (4)直流回路の演習 今回は、電気回路の計算の基礎である、抵抗の直列回 路と並列回路の計算の仕方の復習をいたします。 その後、直列回路と並列回路それぞれの演習問題を出 題いたします。 そして最後の演習問題で直並列回路の枝路に流れる電 流の演習問題を出題いたします。 枝路に流れる電流に ついては、直列回路と並列回路のお話を思い出しながら 考えてみて下さい。 解答は、次回、行います。 ちなみに、以上の問題は、直流回路と呼ばれます。 それでは、演習の前に復習をしておきましょう。 (1)直列接続時の合成抵抗値 電池の電圧:V に抵抗R1、R2、 R3 が 直列に接続さ れています。 そこに流れる電流:I は、合成抵抗を R とした時の R により決まります。 3 つの抵抗へ左から 流入する電流と、 3 つの抵抗を 通って出てきた電流の値は 同じです。( 回路上の直 列部分では、何処でも同じ電流が流れると言う事が、 一番重要ですので忘れないで下さい。) (直列接続された抵抗毎に流れる電流が違うと言う事 は、ありません。) 図-1 の抵抗を全て外し、その間を 導線で結んだとし ますと、導線の抵抗がほぼ ”0” [Ω] ですので、無限 の量の電流が流れる事になります。 しかし、電池の能力がありますので 無限の量の電流 が流れる事は、 有りませんが 導線が燃えてしまう程 の電流が流れます。 次に電池の”+”と”−”の間に 1 つだけ抵抗を入れま す。その抵抗をR1とし電池の電圧をV としますと、 そ の回路に流れる電流:I は、 I = V/R1 [A] (1) となります。更にR1と同じ値の抵抗をもう 1 本直列に 入れますとその時の電流は、 I = V/(R1 + R1) = V/(2R1) [A] (2) (1) 式と(2)式を比較しますと (2)式では、抵抗を2個直 列にした事により電流が1/2になりました。 抵抗が3個なら 1/3の電流です。つまり、抵抗を直列 に繋ぐと 回路全体の抵抗値が大きくなり電流は 小 さくなるのです。直列に繋ぐ2個の抵抗の値がそれぞ れ違う場合は、(2)式の2つの R1の内の1つを別の値 にすれば良いのです。 それでは、 以上の事を頭に入れて合成抵抗:R を求 めてみます。 どの抵抗に流れる電流も同じです。 そこで、回路を流れる電流を I としますと各抵抗の両 端の電圧は、 V1 = I・R1 、 V2 = I・R2 、 V3 = I・R3 となります。 電池の電圧は、V です。 各抵抗の両端電圧を足すと 電池の電圧と同じにならなければおかしいですネ。 よって V = V1 + V2 + V3 = I・R1 + I・R2 + I・R3 = I ・(R1 + R2 + R3) 続きは、記事をお買い上げに上続きを読むをクリックしてお読み下さい。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月6日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (3)フレミングの法則の解答 |
第31期受験直前講座 (3)フレミングの法則に 関する演習問題の解答 今回は、 前回出題いたしましたフレミングの法則に関する 演習問題の解答を行います。 それでは、演習問題から見てみましょう。 [演習問題 7] 問1 図-1の様に磁界中に導線を置き、Fの方向に導線 を動かした時、 導線に流れる電流の方向は、a で しょうか? b でしょうか? 続きは、続きを読むをクリックしてお読み下さい。 全文無償で公開しています。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月5日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (3)フレミングの法則 |
今回は、フレミングの法則に関する演習問題を出題いた します。解答の仕方については、次回お話をいたします。 [演習問題 7] 続きは、続きを読むをクリックしてお読み下さい。 全文無償で公開しています。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月4日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (2)電界とクーロンの法則の解答 |
第31期受験直前講座 (2)電界とクーロンの法則の解答 今回は、前回出題致しました”電界に関する演習問題" と"クーロンの法則"に関する演習問題の解答を行いま す。 まず、問題から見てみましょう。 [演習問題の5] b 点における電界は、1 [V/m]です。c 点における電界 の強さは、何 [V/m] でしょうか? [解答] a 点の電荷の電気量をQ[C]として b点の電界を Ebと しますと Eb = Q/(4π・ε・1^2)=1[V/m] (1) です。(1) 式を(2) 式の様に書き換えてみます。 Q /{4πε・1^2} = k/(1^2) (2) {k = 1/(4πε)です。} ※ ^2は、エクセルの書き方で2乗を意味します。 ^3でしたら3乗を意味します。 c 点の電界をEcとして Ec を求める式を (2) 式を使用 して書いてみます。C 点での電界の強さは、分かりま せんので x [V/m] としますと Ec = k/(2^2) = x [V/m] となります。 Eb :Ec = 1 [V/m] :x [V/m] x・k/(1^2) = 1・k/(2^2) xk/1 = 1・k/4 x = 1/4 [V/m] = Ec 国家試験では、c 点の電界が与えられていて b点の 電界を求める問題になっていますが考え方は、 同じ で比例関係として解く事が出来ます。 Q [C] の電荷から距離:r [m] での電界の強さは、そ こへ +1 [C] 電荷を置いたときに +1 [C] の電荷に働 く力 です。 言い方を替えますと、Q [C] の電荷が距離 r の地点 で +1 [C] 当たり何 [N] の力となるかと言うのが電 界の意味です。また、単位を[N/C]とする事も出来ま す。但し、一般的には、[V/m]を使います。 続きは、記事をお買い上げに上続きを読むをクリックしてお読み下さい。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月3日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (2)クーロンの法則 |
第31期受験直前講座 (2)クーロンの法則 今回は、クーロンの法則についての復習と 電界 を含めた演習問題の出題を行います。 通常の参考書では、どの様な訳かクーロンの法 則説明した後に電界の話をするので学習する方 の頭の中は、グチャグチャになってしまいます。 例えて言いますと法律を勉強する方に民法の説 明をした後に憲法の説明をする様なものです。 私は、法律家では、ありませんが、電波法を教え る場合、電波法の根幹である電波法の総則から 教えます。何故なら 電波法がどの様なものかが 書かれているからです。まずは、全体像のイメー ジを作るってから細部の説明をするのが 常道だ と思います。 静電気に関する現象は、全て「電界」の中で起こ っている事象なのです。 「クーロンの法則」は、 「電界」中にもう 1つの電 荷を持ってきたらどうなるかと言う法則です。 それでは、「クーロンの法則」の復習を始めます。 2.「静電気に関するクーロンの法則」の復習 上の図では、分かりませんが、誘電率が ε の 誘電体の中にQ1が作る電界が あります。 誘電体は、木や空気やその他電気を通さない 物質であれば何でもかまいません。 勿論、 真 空でもか まいません。 (但し 金属の様な 導電 体の中では、誘電率:ε = 無限大 の様なもの ですので電界:E = 0 [V/m] です。) 電荷が単独で存在する時は 何も起こりません が電荷が複数個ありますとお互いの間に力:F [N] が働きます。その時発生する力にはその大 きさと方向があります。 力の方向 電荷が ”+”と ”−”の様に異なる時 は、引き合う方向 電荷が”+”と”+”または ”−”と”−” の様に同じ時は、反発する方向 力の大きさ:F[N] F [N] = Q1・Q2/(4πεr^2) (2) (2)は、Q1とQ2には、+/− を含んでいますので 、実は、力の 大きさと 方向を 含んでいますので 、クーロンの法則を全て物語っている事になりま す。 それでは、 何を述べているのか、詳細に見てみ ましょう。 (式をただ 暗記するのは、大変ですが 式が意味 するところを知れば、暗記せずに 何時でも 活用 できます。) (2)式では、Q1が作る電界の中でQ1から距離: r [m]離れた所にQ2が置かれた事を述べています 。 1 つの電荷が置かれ、その近くにもう 1つ電荷を 置きますと互いの間で力が働きます。 それぞれの電荷が 他方の電荷に及ぼす力は、 電荷Q1又は、Q2 との互いの距離が r [m]であり さえすれば、どこにあっても良いので仮にQ1を中 心に考えますとQ2 は、Q1からの半径:r [m]の球 の表面のどこかに有る事になります。 (2つの電荷を平面上でなく3次元の空間で考えま しょう。) この半径:r [m] は、分母にありますので、r が大 きく成程、左辺の お互いの間に働く力F:は小さく なります。この力は、半径: r [m] の 球の表面積 に反比例 して力:F[N] が小さくなります。 分母の4πr^2は球の表面積を表す式です。 続きは、続きを読むをクリックしてお読み下さい。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年2月1日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期受験直前講座 (1)電界の復習 |
第31期受験直前講座 (1)電界の復習 今回から2023年2月期の試験前々日迄実践的なお話 を致します”受験直前講座”を行います。 今回は、電界の復習を行います。そして、最後に前回 出題致しました演習問題の解答を行います。 当塾の受講生の方は、 問題ありませんが、普通の参 考書で受験勉強をはじめられた方は、電界より先にク ーロンの法則を勉強する為に 電界の事がサッパリ 分 からなくなってしまい、結果的に 電磁気全体が分から ないと言う人が多くなります。(ここ、とても重要な事で す。) 今回の復習に先立って電界の界とは?どの様な概念 をしっかりと思い出す事が重要です。 次回、 取り上げますクーロンの法則は、 通常、「静電 気に関するクーロンの法則」を指しますが、もう一つ「 磁気に関するクーロンの法則」がある事を覚えていま すか。 電荷を磁極に、誘電率を透磁率に 言葉を入れ替えま すと「磁気に関するクーロンの法則」になります。 考え方は、 どちらも同じですので 受験直前講座では 、「静電気に関するクーロンの法則」を扱います。 この様に静電気と磁気に関する式は、文字を換えると 他方の世界を表す式になります。 次回は、 静電気に関するクーロンの法則 についての 演習問題で復習をしますが、もし、2月期の試験で「磁 気に関するクーロンの法則」 や「磁界」についての 問 題が出題されても 考え方が同じ である事を 知ってい れば 慌てずに済む事と思います。 又、 覚える式の数 も 静電気に関する式だけを覚えておけば良いので 覚 える式の数が半分になります。磁気と静電気で何と何 が対応するか 対比表 を作っておくこと強くお勧めしま す。 それでは、 今回は、 「電界」について 少し復習を行い ます。 1.「電界」の復習 下の図をご覧下さい。 仮に+q[C]の電荷が誘電率:ε の媒質中に置かれ たとします。 その +q [C] が作る電界の強さは、+q [C] の電荷か らの 距離:r [m]と+q [C]と言う電気量とその場の誘 電率により決まります。 それでは、+q [C] の電荷か ら 距離:r [m] の地点での 電界の強 さを 求めてみます。その前に大変重要な 電界の方 向についてお話を致します。 q [C] の電荷が作る電界の方向とは? q [C]の電荷の近くに+1[C] の電荷を置いた時、 その+1 [C]の電荷に働く力の方向 上の図を参照して下さい。 続きは、続きを読むをクリックしてお読み下さい。 受験クラブからの重要なお知らせ TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」は、2023年2月末日をもって 閉講とさせて頂きます。 永らくのご愛読と応援を頂きまして誠に有難う御座いました。 なお、今後は、TOITAの「航空無線通信士受験塾」又は、TOITAの「 航空無線通信受験クラブ」FC2校でご覧頂く事ができますので、今後 ともご愛読の程、宜しくお願い致します。 2023年2月1日 TOITA |
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2023年1月31日 9時30分 |
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第31期無線工学第8章電気回路 (6)コイルの働きその3 |
第8章電気回路 (6)コイルの働きその3 今回は、コイルに交流を繋いだ時の 位相差やリアクタ ンスについてお話をします。 1.コイルに交流電圧を加えた時の電流 それでは、 コイルに交流電圧を加えた時の電流と電圧 の関係から考えてみます。 コイルに直流を繋いだ時は、 瞬間的な事を除けば、コ イルの持つわずかな抵抗分:r と電圧:Vdc (直流電圧 )で電流:Idc (直流電流)が決まります。 この時は、 コイルは、 コイルが持つ僅かな抵抗分: r を 持つ抵抗として働きますので 以下の式の関係になりま す。 Idc = Vdc/r 一方、交流を加えた場合は、 コイルの持つわずかな抵 抗分: r より、はるかに自己インダクタンス:L の影響が 大きくなりますので微小な抵抗分:r の事は、 考えませ ん。 自己インダクタンス:L のコイルに瞬時電流:i が流れた 時、コイルに逆起電力:eが発生しますがその値は、 i = sqrt(2)・I・SIN(ω・t) (1) e =−L・(di/dt) =− sqrt(2)・ω・L・I・COS(ω・t) (2) (2) 式では、(1) 式の電流を時間で微分しています。 コイルに交流を繋いだ回路では v + e =0の関係があり ますのでコイルに加わる電圧:v と 逆起電力:e の大き さは、等しくその向きは、(2) 式で ”−”が付いています 様に極性が逆向です。 v = −e v = sqrt(2)・ω・L・I・COS(ω・t) = sqrt(2)・ω・L・I・SIN(ω・t + π/2) (3) (1) 式と (3) 式を見ますと、(1) 式は、 電流の式です。 そして、 (3) 式は、コイルの両端電圧を示しています。 (3) 式の電圧は+π/2 だけ位相を進めてそれに ”ωL" を掛けたもになっています。 この事については、後ほど、お話を致します。 コイルに加わる電圧とそこに流れる電流の関係は、図- 1の様になります。赤い線が電圧。青い線が電流です。 [コイルに加わる電圧と電流の物理的意味] 続きは、続きを読むをクリックしてお読み下さい。 [受験クラブより] 貴方の受験される航空無線通信士は、自己投資に値し ない資格なのでしょうか? 新コロナ・ウィルスで中々外へも出掛けられい今だから こそ、受験勉強をしてみるのも良いのでは、ないでしょ うか? 合格を手にするかどうかは、貴方次第なのです。 「時は、金なり」と言いますが、50円を有効に使えていま すか?。 本文には、見本部分の数倍の重要な記事が書いてあり ます。 特に2月期の試験は、航空大学校の入学や就職にと大 変重要な試験になります。 独学が難しい事は、特集記事でお話した通りです。 試験迄は、思った程、時間がありません。 時間を無駄にして後悔されない様、是非、本文をお読み 下さい。 |
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