シミュレーション「交流回路と位相のずれ」を作りました

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。 

交流回路を学習するときに、抵抗・コンデンサ・コイルについて、電流や電圧の位相が進む、遅れるということを円のうごきとともに整理をしておくとよくわかります。なかなかイメージを伝えるのが難しかったので、実際に作ってみました。

抵抗における電流と電圧の位相

まずは抵抗における電流と電圧の位相のずれについてみていくと、同位相で振動します。ちょうど針が同じ向きに向いて回転をしている感じですね。

こちらのスクラッチシミュレーションの方が授業などで使うにはオススメです。好きなタイミングで動かすことができます。

https://scratch.mit.edu/projects/303923675/

コンデンサーと電流・電圧の位相のずれ

次にコンデンサーについてみてみましょう。

このように、電流が電圧よりも先行して回転しているようなイメージですね。シミュレーションはこちらです。
https://scratch.mit.edu/projects/303925411/

コイルと電流・電圧の位相のずれ

最後にコイルです。

コイルの場合は、電圧が電流よりも先行して回転しています。シミュレーションはこちらです。
https://scratch.mit.edu/projects/303926520/

言葉では伝えにくいもにも、このように動きとともに紹介すると、理解も進むかもしれませんね。もしよかったらご利用ください。

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桑子 研(くわこけん)
 1981年群馬県生まれ。サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など10冊。