交流 RL 直列回路の電圧・電流波形

2020年6月13日作成，2020年6月15日更新

交流 RL 直列回路の電圧・電流波形を MATLAB・Octave で描いてみた。

RL 直列回路

抵抗 R，インダクタンス L を直列に接続した回路に交流電源電圧 e を加えたとき，電流 i が流れたとする。

交流電源電圧の波形と RL 直列回路に流れる電流の波形を描く。

RL 直列回路

プログラム

V1=100*sqrt(2);%[V]
f1=60;%[Hz]
R1=7.5;%[Ohm]
L1=20e-3;%[H]
omega=2*pi*f1;%[rad/s]
t1=linspace(0,0.05,200);
theta=0;%[rad]

Z1=sqrt(R1^2+(omega*L1)^2);
phi=atan(omega*L1/R1);

v1=V1*sin(omega*t1-theta);
i1=V1/Z1*sin(omega*t1-theta-phi);

figure(1);
plot(t1,v1,t1,i1);
grid on;
title('RL circuit');
xlabel('time [s]');ylabel('Voltage [V], Current [A]');
legend('v','i');

計算条件

プログラムにおいて，交流電源電圧の大きさを 100 V（実効値），交流電源電圧の初期位相を 0 rad，周波数を 60 Hz，抵抗 R の大きさを 75 Ω，インダクタンス L の大きさを 20 mH とした。

なお，計算時間刻みは，0 〜 0.05 秒の範囲で等間隔の 200 点とした。

電圧・電流波形

上記の条件で計算した RL 直列回路の電圧・電流波形を下図に示す。

図において，青線は電圧波形，赤線は電流波形である。

RL 直列回路の電圧・電流波形

青線で示す電圧波形よりも，赤色で示す電流波形の方が進んでいることがわかる。

なお，今回の計算条件では，RL 直列回路のインピーダンス Z は 10.635 Ω，電圧，電流の位相差は 0.78805 [rad]（電圧基準で進みを + で表記）である。

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更新履歴

• 2020年6月13日　新規作成
• 2024年1月28日　検索エンジン向けタイトル「RL直列回路の電圧と電流の波形解析」，SNS 向けタイトル「MATLAB・Octaveで描いたRL直列回路の電圧・電流波形を解説！ #RL直列回路 #電圧波形 #電流波形」を追加