フェーザ図ビジュアル学習ツール直感的に学ぶ電気回路の位相と電力の関係

ベクトルをドラッグして大きさと位相を変更し、電気回路の概念を視覚的に理解しましょう

ベクトル情報

大きさ |Z|: 0
角度 θ: 0°
直交形式: 0 + j0
極形式: 0∠0°

電力情報

有効電力 P: 0 W
無効電力 Q: 0 var
皮相電力 S: 0 VA
力率: 0

フェーザ図とは？

フェーザ図は交流回路の解析において、電圧や電流などの正弦波の大きさと位相を複素平面上に表現するツールです。横軸（実軸）と縦軸（虚軸）を使って、電気的な量をベクトルとして表します。

このツールでは、ベクトルをドラッグして長さ（大きさ）と角度（位相）を変更することで、電気的な量の関係性を直感的に理解することができます。

ツールの使い方

  1. キャンバス上のベクトル（赤い矢印）をドラッグして操作します
  2. ベクトルの長さは大きさ（電圧または電流の振幅）を表します
  3. ベクトルの角度は位相を表します
  4. 「表示形式切替え」ボタンで直交形式と極形式を切り替えられます
  5. 「リセット」ボタンでベクトルを初期状態に戻せます

動かしながら、右側のパネルに表示される数値の変化を観察してみましょう！

重要な公式と関係性

直交形式 ⇔ 極形式の変換:

  • 直交形式 a + jb から極形式 r∠θ への変換:
    • r = √(a² + b²)
    • θ = tan⁻¹(b/a)
  • 極形式 r∠θ から直交形式 a + jb への変換:
    • a = r·cos(θ)
    • b = r·sin(θ)

電力の関係:

  • 有効電力 P = S·cos(θ) [W]
  • 無効電力 Q = S·sin(θ) [var]
  • 皮相電力 S = √(P² + Q²) [VA]
  • 力率 = cos(θ)