電磁気の総仕上げ「交流回路」。位相のずれ・リアクタンス・実効値と新しい概念が続きますが，「素子ごとの応答」さえ整理できれば，複雑な回路も見通しよく解けるようになります。
このページは，当サイトの交流回路シリーズを学習順に整理したまとめページです。8記事＋要点整理で，交流回路を体系的にマスターできます。
交流回路マスターへの4ステップ
Step1 交流の発生をつかむ
コイルの回転から正弦波の電圧が生まれる仕組みと，実効値の意味をここで固めます。
Step2 素子ごとの応答を整理する
抵抗・コイル・コンデンサーそれぞれに交流をかけるとどうなるか。位相のずれとリアクタンスを1つずつ確認します。
Step3 各素子のまとめで整理する
3つの素子の応答を一覧で整理し，知識を使える形に。
Step4 交流回路の問題を攻略する
RLC回路・共振など，入試レベルの交流回路を解く実戦ステップです。
交流回路の要点まとめ
素子ごとの応答一覧
以下の表は瞬時にかけるようにしましょう！かけないとお話になりません…！！
| 素子 | 電流の位相 | リアクタンス |
|---|---|---|
| 抵抗 $\rmR$ | 電圧と同位相 | $R$ |
| コイル $\rmL$ | 電圧より $\bun{\pi}{2}$ 遅れる。 | $\omega L$ |
| コンデンサー $\rmC$ | 電圧より $\bun{\pi}{2}$ 進む。 | $\bun{1}{\omega C}$ |
押さえるべき値
- 実効値：$V_e=\dfrac{V_0}{\sqrt{2}}$，$I_e=\dfrac{I_0}{\sqrt{2}}$（最大値の $\dfrac{1}{\sqrt2}$ 倍）
- 平均消費電力：抵抗のみが電力を消費する（コイル・コンデンサーの平均は $0$）。
- 共振（振動）角周波数：$\omega=\bun{1}{\sqrt{LC}}$
よくあるつまずきポイント
位相の進み・遅れが覚えられません。
コイルは電流の変化を妨げる（自己誘導）ので電流が遅れる，コンデンサーは充電が先に必要なので電流が先に流れる（進む），と仕組みで覚えると忘れにくいです。
なぜ実効値を使うの？
交流の電圧・電流は時々刻々変わるため，「直流に換算したら何Vか」を表す代表値が実効値です。家庭用の100Vも実効値です。消費電力の計算は実効値で行います。
コイルとコンデンサーは電力を消費しない？
瞬間的にはエネルギーを出し入れしますが，蓄えては戻すの繰り返しなので平均すると $0$ です。回路全体で消費されるのは抵抗でのジュール熱だけです。
さらに演習を積みたい人へ
交流回路は，東大をはじめとする難関大入試の頻出テーマです。基本をマスターしたら，過去問ベースの問題集で仕上げの演習を積みましょう。
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