パワーエレクトロニクス-線形回路要素

線形回路要素とは、電流入力と電圧出力の間に線形関係を示す電気回路のコンポーネントを指します。線形回路を備えた要素の例には、次のものがあります。

Resistors
Capacitors
Inductors
Transformers

線形回路要素をよりよく理解するには、抵抗要素の分析が必要です。

抵抗器

抵抗器は、電流の流れが制限されてエネルギー変換が行われるデバイスです。たとえば、電気が電球を通って流れるとき、電気は熱や光などの異なる形のエネルギーに変換されます。エレメントの抵抗はオーム（Ω）で測定されます。

与えられた回路の抵抗の測定は次の式で与えられます-

$$ R = \ rho \ frac {L} {A} $$

どこ R −抵抗; ρ −抵抗率; L−ワイヤーの長さ; そしてA −ワイヤーの断面積

さまざまな抵抗器のシンボル

抵抗器
可変抵抗器
ポテンショメータ

コンデンサ

コンデンサとは、誘電体と呼ばれる絶縁体で分離された2つの導電性材料（プレートとも呼ばれる）を持つ電気デバイスを指します。電界を利用して電気エネルギーを蓄えます。コンデンサをバッテリーに接続すると電界が発生するため、一方のプレートに正の電荷が蓄積され、もう一方のプレートに負の電荷が蓄積されます。

エネルギーがコンデンサの電界に蓄積されるとき、プロセスは充電と呼ばれ、エネルギーが除去されるとき、プロセスは放電と呼ばれます。コンデンサに蓄えられた電気エネルギーのレベルは静電容量と呼ばれ、ファラッド（F）で測定されます。1ファラッドは、1 C / Vで与えられる単位ボルトあたり1クーロンと同じです。

コンデンサーとバッテリーの違いは、コンデンサーは電気エネルギーを蓄え、バッテリーは化学エネルギーを蓄え、遅い速度でエネルギーを放出することです。

さまざまなコンデンサのシンボル

コンデンサのさまざまな記号を次の表に示します。

固定コンデンサ
可変コンデンサ
分極コンデンサ

インダクタ

インダクタは、磁場を使用して電気エネルギーを蓄積する電子デバイスです。インダクタの最も単純な形式は、インダクタンスがワイヤのループ数に正比例するループ形式のコイルまたはワイヤです。さらに、インダクタンスはワイヤの材料の種類とループの半径によって異なります。

特定の巻数と半径サイズが与えられると、空芯だけが最小のインダクタンスをもたらすことができます。空気と同じ目的を果たす誘電体には、木材、ガラス、プラスチックなどがあります。これらの材料は、インダクタを巻くプロセスに役立ちます。巻線の形状（ドーナツ形状）や強磁性体、たとえば鉄は、総インダクタンスを増加させます。

インダクタが蓄積できるエネルギーの量は、インダクタンスとして知られています。ヘンリー（H）で測定されます。

さまざまなインダクタのシンボル

固定インダクタ
可変インダクタ

トランスフォーマー

これは、電磁誘導と呼ばれるプロセスを通じてエネルギーをあるレベルから別のレベルに変更するデバイスを指します。通常、電力を利用するアプリケーションでAC電圧を上げたり下げたりするために使用されます。

変圧器の一次側の電流が変化すると、そのコアに変化した磁束が生成され、磁場の形で変圧器の二次巻線に広がります。

変圧器の動作原理は、ファラデーの電磁誘導の法則に依存しています。法則は、時間に対する磁束結合の変化率は、導体に誘導されるEMFに直接関係していると述べています。

変圧器には3つの主要部分があります-

一次巻線
磁気コア
二次巻線

変圧器のシンボル

追加のデバイス

電磁装置

電磁気学の概念は技術で広く使用されており、モーター、発電機、電気ベルに適用されています。たとえば、ドアベルでは、電磁コンポーネントがクラッパーを引き付けてベルを叩き、ベルを鳴らします。

コントローラー

コントローラは、プロセスで測定された変数から転送された電子信号を受信し、取得した値を制御の設定値と比較するデバイスです。デジタルアルゴリズムを利用して、機能を相互に関連付け、比較します。

センサー

センサーは電流を決定するために使用され、電流は常に変化して制御の目的でフィードバックを提供します。検出電流により、スムーズで正確なコンバータ機能を実現できます。電流センサーは、並列または多相コンバーターの情報を簡単に共有できるように、コンバーターで重要です。

フィルター

電子フィルターは、信号の処理を実行して不要な周波数を除去するためにも使用されます。それらはアナログ回路であり、アクティブ状態またはパッシブ状態のいずれかで存在します。