純粋抵抗AC回路
交流システムにおいて、純粋な抵抗R（オーム単位）のみを含む回路は、インダクタンスとキャパシタンスが存在しない純粋抵抗AC回路と定義されます。このような回路では、交流と電圧は双方向に振動し、正弦波（サイン波形）を生成します。この構成では、抵抗によって電力が消費され、電圧と電流は完全に同期してピーク値に達します。抵抗は受動素子であり、電力を生成または消費するのではなく、電気エネルギーを熱に変換します。
抵抗回路の説明
交流回路では、電圧対電流比は供給周波数、位相角、および位相差によって影響を受けます。特に、交流抵抗回路では、抵抗値は供給周波数に関係なく一定です。
回路に適用される交流電圧を以下の式で表すとします：
その場合、以下の図に示す抵抗を通る電流の瞬時値は次のようになります：
ωt= 90°またはsinωt = 1のとき、電流の値は最大となります。sinωtの値を式(2)に入れると
抵抗回路における位相角と波形
式(1)と(3)から、純粋抵抗回路において、適用電圧と電流の間に位相差が存在しないことが明らかです。つまり、電圧と電流の位相角はゼロです。したがって、純粋抵抗を含む交流回路では、電流と電圧は完全に同期しており、以下の波形図に示すように同期しています：
純粋抵抗回路における電力
電力曲線波形は、赤色、青色、ピンク色の3色を使用して、それぞれ電流、電圧、電力曲線を表します。ベクトル図は、電流と電圧が同期していることを確認し、それらのピークが同時に発生することを示しています。そのため、電力曲線はすべての電圧と電流の値に対して正のままです。
直流回路では、電力は電圧と電流の積として定義されます。同様に、交流回路でも同じ原理に基づいて電力が計算されますが、瞬間的な電圧と電流の値を考慮します。したがって、純粋抵抗回路における瞬間電力は次のように表されます：
瞬間電力: p = vi
回路全体の周期における平均消費電力は次の式で与えられます
cosωtの値はゼロなので、cosωtの値を式(4)に入れると、電力の値は次のようになります
ここで、
P – 平均電力
Vr.m.s – 供給電圧の有効値
Ir.m.s – 電流の有効値
したがって、純粋抵抗回路における電力は次の式で与えられます：
純粋抵抗回路では、電圧と電流は位相角がゼロで完全に同期しており、それらの間に位相差はありません。交流量は同時刻にピーク値に達し、電圧と電流の上昇と下降も同時に起こります。
