交流電源から引いた異なる2つの電流の電圧は合算されるでしょうか

異なる2つの電流が交流電源から引き出されるとき、その電圧は合算されるでしょうか？

異なる2つの電流が交流（AC）電源から引き出されるとき、それらの電圧は直流（DC）電源の場合のように単純に合算されません。なぜそうなるのか理解するためには、AC回路における電圧と電流の挙動を考慮することが重要です。

AC回路の重要な概念

インピーダンス (Z)： AC回路では、インピーダンスは抵抗 (R)、インダクタンス (L)、およびキャパシタンス (C) の存在により、回路が電流に対して示す全抵抗を測定します。インピーダンスは、大きさと位相角を含む複素量です。

位相関係： AC回路では、コイルやコンデンサーなどの反応性要素の存在により、電圧と電流が位相ずれを生じることがあります。この位相差は、電圧と電流の挙動を考える上で重要です。

ベクトル加算： DC回路とは異なり、AC回路では、電圧降下が位相ずれを生じるため、代数的に加算するのではなく、ベクトル的に加算する必要があります。

電圧と電流の関係

AC回路では、電圧 (V)、電流 (I)、およびインピーダンス (Z) の関係は以下の式で表されます：

V=I⋅Z

ここで、V、I、およびZはすべて、大きさと位相情報を含むフエーザーです。

交流電源から引き出される2つの異なる電流

異なる2つの電流 (I1 および I2) が交流電源から引き出される状況を考えてみましょう。それぞれの電流には、自身のインピーダンス (Z1 および Z2) と関連する電圧 (V1 および V2) があります：

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

これらの電流が同じ回路の異なる部分または並列の異なるブランチを通過している場合、各ブランチの電圧 (V1 および V2) は単純に合算されません。代わりに、全体の回路の電圧は、回路の構成と電流と電圧の位相関係によって決まります。

並列接続

異なる2つの電流 (I1 および I2) が並列の異なるブランチを通過している場合、各ブランチの電圧は共通ノードを共有しているため同じになります：

V1=V2=V

この場合、総電流 (I total) は個々の電流の合計です：

I total=I1+I2

直列接続

異なる2つの電流 (I1 および I2) が直列の異なるコンポーネントを通過している場合、直列結合全体の総電圧は個々の電圧のベクトル和になります：

V total=V1+V2

ただし、V1 および V2 はフエーザーであるため、加算には位相差を考慮する必要があります：

θ は V1 と V2 の間の位相差です

まとめ

要約すると、異なる2つの電流が交流電源から引き出されるとき、それらの電圧は単純に合算されない理由は以下の通りです：

• 位相差： AC回路における電圧は、位相差を考慮して考えなければなりません。

• 複雑なインピーダンス： インピーダンスは大きさと位相を含むため、電圧と電流の関係に影響を与えます。