電験３種過去問【2020年理論 問9】

解答

（２）

解説

　インダクタンスL[H]のインピーダンスX_L＝ωL[Ω]、静電容量C[F]のインピーダンスX_C＝1/(ωC)[Ω]であり、これらのインピーダンスが等しいとき回路の共振条件が成り立つ。

　X_L＝X_C

　ωL＝1/(ωC)

　ω²LC=1

つまり、題意では共振条件が成立している。

　回路Aについて、直列共振となっており、回路中の合成インピーダンスZ=R[Ω]となる。このため電源位相と回路に流れる電流I_R[A]は同位相である。インダクタンスL[H]に流れる電流I_R[A]は、インダクタンスに掛かる電圧V_L[V]より位相が90°遅れる。言い換えると、V_L[V]は電源電圧V[V]と同位相であるI_R[A]より位相が90°進んでいる。

同様に、コンデンサC[F]に流れる電流I_R[A]は、コンデンサに掛かる電圧V_C[V]より位相が90°進む。言い換えると、V_C[V]は電源電圧V[V]と同位相であるI_R[A]より位相が90°遅れている。

　回路Bについては、並列共振となっている。電源位相V[V]と回路に流れる電流I_R[A]は同位相である。また、インダクタンスL[H]に流れる電流I_L[A]は、インダクタンスに掛かる電源電圧V[V]より位相が90°遅れる。

さらに、コンデンサC[F]に流れる電流I_C[A]は、コンデンサに掛かる電源電圧V[V]より位相が90°進む。

したがって、上記を満たすベクトル図は（２）が正しい。