インダクタに流れる交流電流

インダクタに単振動波の交流電圧を加えると、インダクタに流れる交流電流は、交流電圧と比較し、位相が90°遅れます。

このとき、交流電圧の振幅をV_[0]]、交流電流の振幅をI_[0]]、角周波数をω、時刻をtとすると、交流電圧と交流電流は、例えば、以下のように表せます。

交流電圧 交流電流
1 V_[0]] fcosωt I_[0]] fsinωt
2 V_[0]] fcosωt I_[0]] fcos(ωt-90°)
3 V_[0]] fsinωt I_[0]] fsin(ωt-90°)

導出方法

以下のように、インダクタに交流電源を接続したとします。なお、交流電源は、単振動波の交流電圧を生成することとします。

このとき、交流電源の両端の電圧をV、インダクタに生じる自己誘導の誘導起電力をV'とします。

キルヒホッフの電圧則より、電気回路の導線の電気抵抗を0と仮定すると、V+V'=0なので、V'=ーVの関係となります。よって、インダクタの両端には、交流電源の電圧がそのまま加わります。

自己インダクタンスをLとすると、インダクタに生じる自己誘導の誘導起電力は、V'=ーLΔI/Δtです。V'=ーVなので、インダクタの両端の電圧V_[L]]は、V_[L]]=LΔI/Δtになります。

V_[L]]=LΔI/Δtより、以下のことが言えます。

ΔIが最大(増加量が最大)のとき、V_[L]]も最大

ΔI=0のとき、V_[L]]=0

ΔIが最小(減少量が最大)のとき、V_[L]]も最小

これらのことから、以下のグラフが得られます。