図Aの回路に図Bのような波形の正弦波交流電圧 v[V] を抵抗 R=10 Ω に加えたとき、流れる電流の瞬時値[A]を表す式はどれか。
ただし、電流の周波数を100 Hzとする。
正答1
解説
抵抗のみの回路では電流は電圧と同相で、瞬時値は i=v/R で与えられる。
周波数 f=100 Hz より角周波数 ω=2πf=2π×100=200π rad/s となり、ω に 100π を用いた選択肢は誤りで除外できる。
図Bの電圧波形は振幅(ピーク値)100 V、位相 −π/6 であり、これを R=10 Ω で割ると電流の振幅は 100/10=10 A、位相はそのまま −π/6 となる。
したがって i=10sin(200πt−π/6)〔A〕が正答である。
位相を +π/6 とする選択肢や、実効値 10/√2 を瞬時値の振幅としている選択肢は、波形の読み取りと瞬時値表現を取り違えており誤りである。