抵抗値 $R = 4 [\Omega]$ の抵抗に、電圧 $\dot{V} = 40 \angle 135^\circ [V]$ がかかっているとき、抵抗 $R$ を流れる電流 $\dot{I}$ のフェーザ表示と複素数表示を求める問題です。

応用数学複素数オームの法則フェーザ表示電気回路
2025/6/23

1. 問題の内容

抵抗値 R=4[Ω]R = 4 [\Omega] の抵抗に、電圧 V˙=40135[V]\dot{V} = 40 \angle 135^\circ [V] がかかっているとき、抵抗 RR を流れる電流 I˙\dot{I} のフェーザ表示と複素数表示を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、オームの法則を用いて、電流 I˙\dot{I} のフェーザ表示を求めます。
オームの法則は、V˙=RI˙\dot{V} = R\dot{I} で表されます。
したがって、電流 I˙\dot{I} は、I˙=V˙R\dot{I} = \frac{\dot{V}}{R} で計算できます。
電圧 V˙\dot{V}40135[V]40 \angle 135^\circ [V] であり、抵抗 RR4[Ω]4 [\Omega] なので、
I˙=401354=10135[A]\dot{I} = \frac{40 \angle 135^\circ}{4} = 10 \angle 135^\circ [A]
次に、電流 I˙\dot{I} の複素数表示を求めます。
1013510 \angle 135^\circ は極形式なので、直交形式に変換します。
10135=10(cos135+jsin135)10 \angle 135^\circ = 10(\cos 135^\circ + j\sin 135^\circ)
cos135=22\cos 135^\circ = -\frac{\sqrt{2}}{2}sin135=22\sin 135^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2} なので、
I˙=10(22+j22)=52+j52\dot{I} = 10\left(-\frac{\sqrt{2}}{2} + j\frac{\sqrt{2}}{2}\right) = -5\sqrt{2} + j5\sqrt{2}
21.414\sqrt{2} \approx 1.414 なので、
I˙5(1.414)+j5(1.414)=7.07+j7.07[A]\dot{I} \approx -5(1.414) + j5(1.414) = -7.07 + j7.07 [A]

3. 最終的な答え

電流 I˙\dot{I} のフェーザ表示は 10135[A]10 \angle 135^\circ [A] です。
電流 I˙\dot{I} の複素数表示は 7.07+j7.07[A]-7.07 + j7.07 [A] です。

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