RL回路の勉強をしてみる

今回は、Transient Response of an RL Circuitのページを勉強していきたいと思います。RL回路は一次遅れ系なのでMATLABでシミュレーションでもしながら進めてみたいと思います。実験結果はWikiのページとほとんど変わらなかったため記載は省略させていただきます。必要に応じて実験風景や画像等を載せていきたいと思っています。




RL回路の基礎

RL回路の電流の伝達関数を求める

時定数は式(1)で求めることができる。

RL回路は電圧の応答が一次遅れ系であることがわかっているので、時定数が式(1)で求まっていることから電圧の伝達関数は式(2)で求まる。

一次遅れ系の伝達関数の話はRC回路の勉強をしてみる その1で書いたので興味のある方は読んでいただければと思います。

RL回路において、定常状態の時はLにかかる電圧は0になることが知られています。電圧の応答はコンデンサと同じようになるみたいです。実際に確認をしてみたいと思います。

一応、勉強ということで電流の応答について伝達関数を導出をしてみました。

MATLABでシミュレーションをしてみる

MATLABでSimulinkを使用して次のようなブロックを作成しました。

定数はWikiページと同じものを設定しました。

シミュレーション結果は次のようになりました。

正しくシミュレータができていそうです。コイルに流れる電流はオームの法則から求めることができそうですね。

さいごに

導線があればインダクタンスはまかれていなくても少しはもつので、抵抗が小さければ小さいほど安定して流れるのが遅くなるということが考えられますね。

高周波の回路で配線を等長配線するという話がありますが、このあたりのインピーダンスの問題が絡んでいそうということが理解できました。基礎を勉強していくと普段このようにしたほうが良いと実習で学んだり、オシロスコープ等で波形をみて学んだりした内容について理論を知ることでよりよい回路設計ができるようになるのかなと思いました。この調子で勉強を続けていきたいと思います。