正弦波交流って、実は円運動なんです

 円運動―ちょうど、自転車や自動車のタイヤが回転する様子が円運動だが、それと同じことが、電気の世界でも起きているという話である。ある点を中心に回転する運動は「円運動」と言われ、物理の世界ではよく出てくる言葉でもある。
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この円運動の軌跡を回転角度を横軸にしてグラフにすると、このように正弦波の形になる。
角度が90°のところで山になり、180°のところで出発点と同じになり、270°のところで谷になり、360°のところで元に戻る。

左の図では回転角度ではなく、少しでも理解しやすいように時間としてある。言い換えると、円運動で1回転するのに必要な時間を周期と呼ぶのである。
そして、1秒間の回転数が即ち周波数である。

ところで、円運動は常に一定の速度かというと、必ずしもそうはならない。回転ムラが無ければ、この図のような綺麗な正弦波になる。
しかし、回転ムラが起きれば、形がいびつな正弦波になるわけである。

ところで円運動というが、電気の場合、どこを中心に回転しているのかよく判らない向きもあるだろう。
それはずばり、電圧0Vもしくは電流0Aである。これは、通常「アース」とか「基準電位」などといい、ラジオを初めとする電子機器や電化製品では、機器内部にアースや基準電位となる部分を決めて動作させているのである。

ちなみに、回転方向は電気的には概念が無い(必要も無い)が、数学的な見地により、通常は左回り(反時計回り)である。
上記の図中では便宜上、右回り(時計回り)で記述してあるが、専門書などを当たる場合はこのあたりに注意されたい。

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このページは、manapo.comが2007年7月23日 20:15に書いたブログ記事です。

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