例題集

Y-Y回路

知識・記憶レベル   難易度:
図1の対称・平衡Y接続3相交流回路で,$R=10~[\Omega]$, $L=\dfrac{\sqrt{3}}{10\pi}~\rm [H]$,周波数 $f=50~\rm [Hz]$,線間電圧の大きさ $V_{r}=200~\rm [V]$である。以下の問いに答えよ。 \begin{enumerate} \item (1) 線電流$I_{a}$ の大きさを求めよ。 \item (2) 負荷の消費電力 $P$を求めよ。 \end{enumerate} %=image:/media/2014/11/21/141655968145764800.png:図1
\begin{enumerate} \item (1) インピーダンス $Z$は \begin{eqnarray} Z &=& R+j\omega L = 10+j2\pi\times 50\times \frac{\sqrt{3}}{10\pi}\nonumber\\ &=& 10+j10\sqrt{3} \end{eqnarray} となり,大きさと位相は以下のようになる。 \begin{eqnarray} &&\hspace{-6ex}|Z|= \sqrt{10^{2}+(10\sqrt{3})^{2}} = \sqrt{400} = 20\\ &&\hspace{-6ex}\angle Z = \tan^{1}\frac{10\sqrt{3}}{10} = 60^{\circ} \end{eqnarray} よって,極表示は次のようになる。 \begin{eqnarray} \underline{Z = 20\angle 60^{\circ}} \end{eqnarray} %\item 相電圧 $E_{a}$ は \begin{eqnarray} E_{a} = \frac{1}{\sqrt{3}}V_{r} = \frac{200}{\sqrt{3}} \end{eqnarray} となる。平衡負荷であるので, \begin{eqnarray} |I_{a}| = \left|\frac{E_{a}}{Z}\right| = \frac{\frac{200}{\sqrt{3}}} {20}= \underline{\frac{10}{\sqrt{3}}}~\rm [A] \end{eqnarray} \item (2) 消費電力 $P$は \begin{eqnarray} P &=& 3|E_{a}||I_{a}|\cos 60^{\circ}\nonumber\\ &=& 3\times \frac{200}{\sqrt{3}}\times \frac{10}{\sqrt{3}} \times \frac{1}{2}\nonumber\\ &=& \underline{1000}~\rm [W] \end{eqnarray} \end{enumerate}