電気回路シミュレータ１

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ポイント


過度現象



一般に、回路に電圧を加えても、キャパシタンスＣやインダクタンスＬが含まれていると
定常状態に移行するまでに、変化に時間を要する。
これを過度現象というのは知られている。

ここでは、その過度現象というのを視覚的に、理解を深めようとしています。

まず、以下のような回路図があったとして、その時の電流は





しかし、酷い回路図ですね（笑）

まぁまぁ、この時の過度現象のグラフを書くプログラムを下に表示します。

function tranRL(r,l,t)

%
%　Ｒ−Ｌ回路の過度現象シミュレート
%　Ｒ、Ｌはコマンドから任意
%　単位は、Ω、Ｈ
%　出力は過度応答を図示
%
%


tau=r/l;                     % 時定数τの計算
tt=0:t;                      % 時間（秒）
v=100;                       % 電圧

i=(v/r)*(1-exp(-1*tau*tt));  % 過度電流の計算

plot(tt,i);
xlabel('t [s]');
ylabel('i(t) [A]');

以下のコマンドで実行してみて下さい。

>tranRL(100,500,30)


これは、抵抗１００Ω、インダクタンス５００Ｈの場合で
２６秒ぐらいで定常状態になる事を、図は示しています。

っていうか、５００Ｈってんなばかな！って感じですけどね。

抵抗やインダクタンスの値を変えて、それぞれの過度現象のシミュレートが出来ます。
と言っても、かなりへぼい図ですけどね。

さて、次は、以下の回路の過度現象のシミュレートです。





相変わらず酷い回路図ですが、プログラムは以下の通り。

function tranRC(r,c,t)

%
%　Ｒ−Ｃ回路の過度現象シミュレート
%　Ｒ、Ｃはコマンドから任意
%　単位は、Ω、Ｆ
%　出力は過度応答を図示
%
%


tau=r*c;                 % 時定数τの計算
tt=0:t;                  % 時間（秒）
v=100;                   % 電圧

i=(v/r)*exp(-1*tt/tau);  % 過度電流の計算

plot(tt,i);
xlabel('t [s]');
ylabel('i(t) [A]');

以下のコマンドで実行してみて下さい。

>tranRC(100,0.04,30)


となります。
抵抗が１００Ω、静電容量が４０ｍＦの時の過度現象です。

というように、簡単に回路シミュレーターっぽいのが作れたりします。