過渡現象とは【電験三種】

コイルやコンデンサをつないだ直流回路では電圧や電流がかかったとき過渡現象が起こります。
本項では、過渡現象について説明します。

過渡現象とは、コイルやコンデンサが含まれた直流回路において、電圧や電流が安定した定常状態までに起きる不安定な状態を表した現象です。
過渡状態とは、スイッチの入り切りや素子の値が変わることによって発生し、定常状態から別の定常状態に移るまでの間の状態をいいます。

コイルとコンデンサそれぞれで過渡現象が起きている時の電気的な状態は違います。
コイルLが接続された回路で過渡現象が起きる時の変化は下記のようになります。

コイルの場合はスイッチを入れた後、電磁エネルギーが蓄えられます。
それが時間が立つと定常状態になり、スイッチを切るとコイルに蓄積された電磁エネルギーが放出されます。
電磁エネルギーが最後まで放出されると、定常状態に戻るのです。

コンデンサCが接続された回路で過渡現象が起きる時の変化は下記のようになります。

コンデンサの場合は、スイッチを入れると電流が流れコンデンサにエネルギーが蓄積します。
エネルギーの蓄積がコンデンサの容量いっぱいになると、電流は流れなくなり定常状態になります。
そしてスイッチを切ると、はじめに流れた電流と逆方向にエネルギーが放出され過渡状態となり、最後まで放出されるとまた定常状態に戻るのです。

過渡現象は直流回路について理解を深めるために必要な知識で、試験問題に出されることもあります。コイルやコンデンサの作用についての理解も深まるので、よく覚えておきましょう。