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円線図 回路の何らかの特性を複素平面上の円で表したもの 例えば、ZLの変化に応じてZinが変化する様子 Z in AZ L B CZ L D Zin A C B D ZL 一次分数関数 (双一次関数) w Az B Cz D j (zの一次分数関数) zの円 複素平面上で z が円(直線も r=∞の円と考える)を描く ならば、 w も円を描く 一次分数関数は、複素平面上の円を円に写像する 0 wの円 円線図 円から円への写像 w z H1 (平行移動) w H 2z (相似回転) j wの円 j zの円 H2 H2 e ejr 回転 |H2|zの円 jr H1 0 wの円 r 相似変換 0 zの円 w 1 z (反転鏡像) zの円を反転し、実軸に対して鏡像をとる j 反転 zの円 zの円を反転する方法は、教科書p.226の 図10.22を参照 鏡像 0 wの円 円線図の例 I j R V Zin jX j X=∞ V Z in I R=0 Z in R jX RI V RとZの直列接続 電圧線図を描いてみよう 電流フェーザを実軸上にとると 0 RI R=∞ jXI V jXI I 0 X=0 I X固定、R可変(R>0)の場合 j さらに大きくなると Rが大きくなるにつれて R=0の時 jXI V V jXIV 0 I X固定、R可変の場合 X=-∞ 電圧線図 R固定、X可変の場合 円線図(インピーダンス線図) j R Zin j R=0 R Z in R jX R=∞ jX jX X=0 0 0 RとZの直列接続 I X固定、R可変(R>0)の場合 1 R R=∞ 1 X増大 jX X R jX R=0 鏡像 R増大 1/X 0 R=∞ X RとZの並列接続 X=-∞ R固定、X可変 j j 1 Z in V Zin X=∞ R=0 X=0 0 鏡像 X=∞ X=-∞ 反転 R 1/R X=∞ 1 1 反転 R jX R=∞ X固定、R可変 X減少 R X=0 1 1 jX R固定、X可変(X>0) R固定、X可変(X<0) 円線図の例 RL並列接続回路のインピーダンス線図を描け RL並列回路のインピーダンスZは、 Z j LR L R 2 R j L LR 2 R L 2 2 2 j L R 2 2 R L 2 2 2 x jy R L 2 2 LR 2 R一定でLが変化する場合、 x y 2 2 (R L ) 2 2 2 2 R R 2 x y 2 2 j 2 2 ( LR ) 2 R y 2 R L 2 2 2 Rx x Rx y 0 2 2 2 これは、Z平面上の(R/2, 0)に中心をもつ半径R/2の円 R, L>0なので、x, y>0 L増大 Z L=0 0 2 2 x と置いた ( L R ) ( LR ) 2 2 2 R L 2 2 2 従って、Z平面上の第1象限にのみに 限定された円となる R 2 R L=∞ L=0のとき、x, y=0 L=∞のとき、x=R, y=0 L 円線図の例 L一定でRが変化する場合、 2 2 2 ( L R ) ( LR ) 2 x y L R 2 2 2 (R L ) 2 2 2 2 2 ( LR ) 2 R L 2 2 2 Ly R L 2 2 LR 2 R L 2 x Ly y 0 L L x y 2 2 2 2 2 2 2 x y 2 2 2 2 これは、Z平面上の(0, L/2)に 中心をもつ半径L/2 の円 j R=∞ R, L>0なので、x, y>0 L 従って、Z平面上の第1象限にのみに 限定された円となる L R増大 2 Z R=0のとき、x, y=0 R=∞のとき、x=0, y=L 0 R=0 例題 例題10.7 下の回路インピーダンス線図を描け j C=∞ (f=∞) 1 C Z R 1 1 R j C j C R 反転 R C=0 (f=0) C=∞ (f=∞) 0 C=0 (f=0) 1/R R 鏡像 C増大 (f増加) 演習問題 (10.9) 下の回路において、Rが可変であるとき、Rを流れる電流のフェーザ軌跡を描け ただし、M2≠L1L2, M≠L2とする M I L1 L2 E1 R E j ( L 2 M )( j M R ) j ( L 2 M ) j M R E L1 L 2 2 M L2 M j L1-M L2-M R j I j ( L 2 M ) j M R L2 M L1 L 2 2 M L2 M R=0 2 L1 L 2 M j ( L 2 M ) 2 R j L1 L 2 M L2 M R=∞ R=∞ E Eを実数にとると L2 M ( L1 L 2 M ) 2 R=0 2 L2 M R=0 2 0 j R L1 L 2 M ( L1 L 2 M ) M E1 j ( L1 M ) j L2 M j I j E ( L2 M ) ( L1 L 2 M ) 2