電気回路 II：交流回路：直前対策パック

公式集、全トピックの解法の要点、16 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。

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1公式と解法

複素数

直交形式: z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
絶対値と偏角: |z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
極形式と指数形式: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·e^jθ
割り算: z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
積と商: r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
ド・モアブル: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
n 乗根: z_k = R^1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
p² < 4q の 2 次方程式: z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

解き方

演算に合った形を選びましょう：足し算と引き算には直交形式 a + jb、掛け算・割り算・冪・累乗根には極形式 r∠θ です。
展開するときは j² = −1 を使います。割り算は、分子と分母に分母の共役複素数を掛けて行います。
変換には r = √(a² + b²) と、点の図（象限を確認）から求めた θ を使い、戻すには a = r cos θ、b = r sin θ を使います。
冪にはド・モアブルの定理 (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ を使います。zⁿ = R∠φ では、n 個の解 R^1/n∠((φ + 360°k)/n) をすべて挙げます。

交流インピーダンスとフェーザ

インピーダンス: Z_R = R, Z_L = jωL, Z_C = 1/(jωC)
角周波数: ω = 2πf
大きさと偏角: |Z| = √(R² + X²), φ = atan(X/R)
フェーザ表示のオームの法則: V = I·Z

解き方

周波数を換算します：ω = 2πf。
各リアクタンスを求めます：X_L = ωL、X_C = 1/(ωC)。
インピーダンスは抵抗と同じように足します。Z = R + jX です。
大きさ |Z| = √(R² + X²) と角度 φ = atan(X/R) を求め、フェーザでオームの法則を使います。

交流電力と力率

有効電力: P = V·I·cos φ
無効電力: Q = V·I·sin φ
皮相電力: S = V·I = √(P² + Q²)
力率: pf = cos φ = P/S
力率改善用コンデンサ: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(ωV²)

LC 共振、Q 値、帯域幅

固有振動数: ω₀ = 1/√(LC), f₀ = 1/(2π√(LC))
エネルギー: W = ½CV₀² = ½Cv² + ½Li²
ピーク電流: I_max = V₀√(C/L)
Q 値: Q = 2π·(energy stored)/(energy lost per cycle)
RLC 直列: Q = (1/R)√(L/C), BW = R/(2πL)
RLC 並列: Q = R√(C/L), BW = 1/(2πRC)
帯域幅: BW = f₂ − f₁ = f₀/Q, f₀ = √(f₁f₂)
半電力周波数: f_1,2 = f₀(√(1 + 1/(4Q²)) ∓ 1/(2Q))
コイル抵抗 r をもつタンク回路: R_D = L/(C·r) = Q²·r
振幅の減衰: e^−Rt/(2L)

解き方

まず共振周波数を求めます：ω₀ = 1/√(LC)、f₀ = ω₀/(2π)。
回路が直列か並列かを判断します：直列は Q = (1/R)√(L/C)、並列は Q = R√(C/L)。
帯域幅は BW = f₀/Q で求めるか、近道の公式 R/(2πL)（直列）、1/(2πRC)（並列）を使います。
エネルギーの問題では、理想的な LC 回路の全エネルギー ½CV₀² が一定で、4 分の 1 周期ごとに C と L の間を行き来することを使います。

三相電力

Y 結線: V_L = √3·V_ph, I_L = I_ph
Δ 結線: V_L = V_ph, I_L = √3·I_ph
全有効電力: P = √3·V_L·I_L·cos φ = 3·I_ph²·R
皮相電力と無効電力: S = √3·V_L·I_L, Q = P·tan φ
力率改善用コンデンサ: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(3ωV²)
各コンデンサにかかる電圧: Δ：V_L Y：V_L/√3
モーターの入力: P_in = P_out/η

RC・RL 過渡現象

時定数: τ = RC | τ = L/R
応答: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ
直流でのコンデンサ: 開放；v_C は急変しない
直流でのインダクタ: 短絡；i_L は急変しない
定常値: t ≈ 5τ

解き方

切り替え直後の初期値を求めます：コンデンサの電圧とインダクタの電流は急に変化できません。
切り替えから十分時間がたったあとの最終値を求めます：コンデンサは開放、インダクタは短絡として扱えます。
時定数を求めます：τ = RC または τ = L/R。抵抗はコンデンサまたはインダクタから見た抵抗を使います。
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ を使います。

テブナン・ノートン

テブナン電圧: V_th = V_{open circuit}
テブナン抵抗: R_th：すべての電源を取り除き、a–b から見た抵抗
ノートン電流: I_N = V_th/R_th
負荷電流: I_L = V_th/(R_th + R_L)
最大電力伝送: R_L = R_th, P_max = V_th²/(4R_th)

解き方

負荷を外し、2 つの端子を a と b とします。
a と b の間の開放電圧を求めます：これが V_th です。
独立電源をすべて取り除き、a–b から見た抵抗を求めます：これが R_th です。
負荷を等価回路に戻します：V_th と R_th の直列です。
ノートン等価回路には変換します：I_N = V_th/R_th、R_N = R_th を並列に接続します。

2演習問題

1.複素数ふつう

z = 5 + j の偏角 θ を、−180° から 180° の間の主値として、度で求めてください。

z = 5 + j

θ = °

2.複素数むずかしい

(1 + j3)⁵ の虚部を求めてください。

z = 1 + j3n = 5

Im(z⁵) =

3.交流インピーダンスとフェーザふつう

直列 RLC 回路を 50 V（実効値）、200 Hz の電源に接続する。インピーダンスの位相角 φ を度で求めよ（電流が電圧より遅れるとき正）。

V = 50 V (rms)f = 200 HzR = 100 ΩL = 150 mHC = 2.2 µF

φ = °

4.交流インピーダンスとフェーザむずかしい

抵抗 R₁ が、R₂ とコンデンサ C の並列回路と直列に接続され、230 V（実効値）、200 Hz の電源に接続されている。インピーダンスの大きさ |Z| を求めよ。

V = 230 V (rms)f = 200 HzR₁ = 40 ΩR₂ = 60 ΩC = 47 µF

|Z| = Ω

5.交流電力と力率ふつう

インピーダンス Z = 24 + j7 Ω の負荷が 240 V（実効値）の単相電源に接続されている。皮相電力 S を求めよ。

V = 240 VZ = 24 + j7 Ω

S = VA

6.交流電力と力率むずかしい

単相負荷が 240 V、60 Hz の電源から遅れ力率 0.75 で 50 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.95 に改善する。新しい線電流 I_new を求めよ。

P = 50 kWpf₁ = 0.75pf₂ = 0.95V = 240 Vf = 60 Hz

I_new = A

7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう

RLC 並列回路で R = 47 kΩ、L = 100 mH、C = 100 nF です。Q 値 Q を求めなさい。

R = 47 kΩL = 100 mHC = 100 nF

Q =

8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい

RLC 直列回路（R = 10 Ω、L = 1 mH、C = 4.7 nF）を共振で駆動し、電流の振幅は 10 mA です。1 周期の間に R で消費されるエネルギー E_cycle を nJ で求めなさい。

R = 10 ΩL = 1 mHC = 4.7 nFI_m = 10 mA

E_cycle = nJ

9.三相電力ふつう

平衡三相負荷が、線間電圧 415 V の電源から線電流 25 A を流している。力率は遅れ 0.75 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。

V_L = 415 VI_L = 25 Acos φ = 0.75

P = kW

10.三相電力むずかしい

平衡三相負荷が、400 V（線間）、50 Hz の電源から遅れ力率 0.8 で 60 kW を消費している。負荷と並列に三相コンデンサバンクを接続し、全体の力率を遅れ 0.92 に改善する。有効電力は変わらない。コンデンサバンクが供給すべき全無効電力 Q_C を kvar で求めよ。

P = 60 kWpf₁ = 0.8pf₂ = 0.92V_L = 400 Vf = 50 Hz

Q_C = kvar

11.RC・RL 過渡現象ふつう

コイルには 2 A の定常電流が流れている。t = 0 にスイッチが R を通るループを閉じ、電源が切り離されるので、コイルの電流は R を通して減衰する。 t = 5 ms での R の両端電圧 v_R を求めよ。

i(0) = 2 AR = 20 ΩL = 150 mHt = 5 ms

v_R = V

12.RC・RL 過渡現象むずかしい

t = 0 でスイッチが閉じる直前、コンデンサは図の極性で 3 V に充電されている。 v_C が 4.8 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。

V_s = 6 VR = 10 kΩC = 68 µFv_C(0) = 3 V

t = ms

13.テブナン・ノートンふつう

端子 a–b から見たテブナン電圧 V_th を求めよ。

V₁ = 6 VR₁ = 3 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 3 Ω

V_th = V

14.テブナン・ノートンむずかしい

a–b 間に負荷 R_L = 15 Ω を接続する。テブナン等価回路を使って、負荷で消費される電力 P_L を求めよ。

V₁ = 15 VI_s = 4 AR₁ = 10 ΩR₂ = 12 ΩR₃ = 5 ΩR_L = 15 Ω

P_L = W

15.ボード線図と余裕ふつう

図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 5 Ω の両端でとり、L = 1 mH、C = 0.22 µF である。 Q 値 Q を求めよ。

R = 5 ΩL = 1 mHC = 0.22 µF

Q =

16.ボード線図と余裕むずかしい

ユニティフィードバック系の開ループ伝達関数は L(s) = 14.4/(s(s + 4)) である。位相余裕 PM を度で求めよ。

L(s) = 14.4/(s(s + 4))

PM = °

3溶液

1.複素数

答え: θ = 11.31 °

極形式：z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·e^jθ、r = |z|、θ = arg z です。直交形式に戻すには：a = r cos θ、b = r sin θ。偏角には象限の考慮が必要です：θ = atan(b/a) が使えるのは a > 0 のときだけで、a < 0 のときは 180° を足すか引きます。極形式では掛け算が簡単です：絶対値を掛けて偏角を足します。割り算では絶対値を割って偏角を引きます。

象限

a = 5, b = 1 → I

基準角

α = atan(1/5) = 11.31°

偏角

θ = α = 11.31°

答え

θ = 11.31°

極形式では z = 5.099∠11.31° です。

2.複素数

答え: Im(z⁵) = −12

ド・モアブルの定理と累乗根：(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ。方程式 zⁿ = R∠φ にはちょうど n 個の解があり、すべて絶対値は R^1/n で、偏角は (φ + 360°·k)/n（k = 0, 1, …, n − 1）です：円周上に 360°/n ずつ等間隔に並びます。p² < 4q のとき、2 次方程式 z² + pz + q = 0 は複素数の解 z = −p/2 ± j√(q − p²/4) をもちます。実数係数の多項式の複素数の解は、必ず共役な対 a ± jb として現れます。

冪を 1 段階ずつ求める

z² = (1 + j3)(1 + j3) = −8 + j6

z³ = (−8 + j6)(1 + j3) = −26 − j18

z⁴ = (−26 − j18)(1 + j3) = 28 − j96

z⁵ = (28 − j96)(1 + j3) = 316 − j12

ド・モアブルの定理で確かめる

z = 3.162∠71.57° → z⁵ = 316.2∠−2.175°

Im(z⁵) = −12

答え

Im(z⁵) = −12

3.交流インピーダンスとフェーザ

答え: φ = −60 °

フェーザによる交流回路：抵抗、コイル、コンデンサのインピーダンスは R、jωL、1/(jωC)（ω = 2πf）です。直列では抵抗と同じように足しますが、複素数として計算します。電流と電圧の実効値は |Z| を使ったオームの法則に従います。

リアクタンス

ω = 2πf = 2π·200 = 1257 rad/s

X_L = ωL = 1257·0.15 = 188.5 Ω

X_C = 1/(ωC) = 1/(1257·2.2·10⁻⁶) = 361.7 Ω

インピーダンス

直列ではインピーダンスを複素数として足します：Z = R + j(X_L − X_C)。

|Z| = √(R² + (X_L − X_C)²) = √(100² + (−173.2)²) = 200 Ω

位相角

φ = arctan((X_L − X_C)/R) = arctan(−173.2/100) = −60°

答え

φ = −60°

4.交流インピーダンスとフェーザ

答え: |Z| = 47.11 Ω

リアクタンス

X_C = 1/(2π·200·47·10⁻⁶) = 16.93 Ω

並列回路

分子と分母に共役複素数を掛けて、Z_p を実部と虚部に分けます。

Z_p = R₂·(−jX_C)/(R₂ − jX_C) = (R₂·X_C² − jR₂²·X_C)/(R₂² + X_C²)

Z_p = 4.425 − j15.68 Ω

合成インピーダンス

Z = 40 + 4.425 − j15.68 = 44.43 − j15.68 Ω

|Z| = √(44.43² + 15.68²) = 47.11 Ω

答え

|Z| = 47.11 Ω

5.交流電力と力率

答え: S = 2304 VA

交流電力：皮相電力 S = V·I (VA) は、有効な仕事をする有効電力 P = S·cos φ (W) と、電源と負荷の間を行き来する無効電力 Q = S·sin φ (var) に分かれます。力率は cos φ です。並列コンデンサは無効電力をその場で供給するので、同じ有効電力でも線電流が減ります。

電流

|Z| = √(24² + 7²) = 25 Ω

I = V/|Z| = 240/25 = 9.6 A

皮相電力

S = V·I = 240·9.6 = 2304 VA

答え

S = 2304 VA

6.交流電力と力率

答え: I_new = 219.3 A

改善前後の無効電力

有効電力 P は変わらず、電源から取る無効電力だけが変わります。

Q₁ = P·tan φ₁ = 50·tan(41.41°) = 44.1 kvar

Q₂ = P·tan φ₂ = 50·tan(18.19°) = 16.43 kvar

Q_C = Q₁ − Q₂ = 27.66 kvar

新しい線電流

I_new = P/(V·cos φ₂) = 50000/(240·0.95) = 219.3 A

答え

I_new = 219.3 A

7.LC 共振、Q 値、帯域幅

答え: Q = 47

Q 値と帯域幅：共振回路では Q = 2π·（蓄えられたエネルギー）/（1 周期に失われるエネルギー）です。RLC 直列では Q = ω₀L/R = (1/R)√(L/C)、RLC 並列では Q = R/(ω₀L) = R√(C/L) です。半電力周波数 f₁ と f₂（電力が半分になり、電流または電圧がピークの 1/√2 になる周波数）の間の帯域幅は BW = f₂ − f₁ = f₀/Q で、直列では R/(2πL)、並列では 1/(2πRC) です。共振周波数は幾何平均 f₀ = √(f₁f₂) で、f_1,2 = f₀(√(1 + 1/(4Q²)) ∓ 1/(2Q)) です。損失は振動の減衰ももたらします：RLC 直列では振幅は e^−Rt/(2L) に従って減ります。

共振周波数

ω₀ = 1/√(LC) = 10000 rad/s

Q 値

Q = R/(ω₀L) = 47000/(10000·0.1) = 47

答え

Q = 47

帯域幅は 1/(2πRC) = 33.86 Hz です。

8.LC 共振、Q 値、帯域幅

答え: E_cycle = 6.811 nJ

蓄積エネルギー

W = ½·0.001·0.01² = 5 × 10⁻⁸ J

Q 値

Q = (1/10)·√(0.001/4.7 × 10⁻⁹) = 46.13

1 周期に失われるエネルギー

E_cycle = 2π·W/Q = 2π·5 × 10⁻⁸/46.13 = 6.811 × 10⁻⁹ J = 6.811 nJ

確認: ½·0.01²·10/73413 = 6.811 × 10⁻⁹ J

答え

E_cycle = 6.811 nJ

9.三相電力

答え: P = 13.48 kW

皮相電力

S = √3·V_L·I_L = √3·415·25 = 17.97 kVA

有効電力

P = S·cos φ = 17.97·0.75 = 13.48 kW

答え

P = 13.48 kW

10.三相電力

答え: Q_C = 19.44 kvar

平衡三相回路：Y（星形）結線では線間電圧は相電圧の √3 倍、V_L = √3·V_ph で、線電流は相電流に等しくなります。Δ（三角）結線では線間電圧は相電圧に等しく、線電流は相電流の √3 倍、I_L = √3·I_ph です。全電力は 1 相分の電力の 3 倍です：P = 3·V_ph·I_ph·cos φ = √3·V_L·I_L·cos φ。 力率改善：コンデンサは無効電力をその場で供給します：Q_C = P·(tan φ₁ − tan φ₂)。3 個のコンデンサはそれぞれ Q_C/3 = V²·ω·C を供給します。V はそのコンデンサにかかる電圧で、Δ バンクでは V_L、Y バンクでは V_L/√3 です。

改善前後の無効電力

有効電力は変わらないので、それぞれの力率から無効電力が決まります：Q = P·tan φ。

Q₁ = 60·tan(acos 0.8) = 60·0.75 = 45 kvar

Q₂ = 60·tan(acos 0.92) = 60·0.426 = 25.56 kvar

コンデンサが供給する無効電力

Q_C = Q₁ − Q₂ = 19.44 kvar

答え

Q_C = 19.44 kvar

11.RC・RL 過渡現象

答え: v_R = 20.54 V

1 次の過渡現象：コンデンサまたはコイルを 1 つ含む回路では、すべての電圧・電流が初期値から最終値へ指数関数的に変化します：x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ、τ = RC または τ = L/R。約 5τ で回路は定常状態になります。

時定数

τ = L/R = 150 mH / 20 Ω = 7.5 ms

電流の減衰

i(t) = 2·e^−5/7.5 = 1.027 A

v_R = R·i = 20·1.027 = 20.54 V

答え

v_R = 20.54 V

12.RC・RL 過渡現象

答え: t = 623.1 ms

初期値、最終値、時定数

コンデンサの電圧は急変できないので、蓄えた値から始まり、電源電圧へ向かいます。

v_C(0) = 3 V, v_C(∞) = V_s = 6 V

τ = R·C = 10 kΩ · 68 µF = 680 ms

v_C(t) = 6 + (3 − 6)·e^−t/τ

時間について解く

4.8 = 6 + (−3)·e^−t/τ → e^−t/τ = (4.8 − 6)/(3 − 6) = 0.4

t = τ·ln((3 − 6)/(4.8 − 6)) = 680·ln(2.5) = 623.1 ms

答え

t = 623.1 ms

13.テブナン・ノートン

答え: V_th = 5 V

テブナンの定理：線形な 2 端子回路は、1 つの電圧源 V_th と抵抗 R_th の直列回路と同じに振る舞います。ノートンの定理は同じ回路を、電流源 I_N = V_th/R_th と R_th の並列回路として表します。

すべての電源を止めて R_th を求める

電圧源を短絡に、電流源を開放に置き換え、a–b から回路を見ます。

R₁ ∥ R₂ = 3·15/(3+15) = 2.5 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 2.5 + 3 = 5.5 Ω

開放電圧 V_th を求める

a–b が開放のとき R₃ には電流が流れないので電圧降下はなく、V_b = V_A です。R₁ と R₂ は分圧回路になります。

V_th = V₁·R₂/(R₁+R₂) = 6·15/(3+15) = 5 V

14.テブナン・ノートン

答え: P_L = 57.88 W

すべての電源を止めて R_th を求める

電圧源を短絡に、電流源を開放に置き換え、a–b から回路を見ます。

R₁ ∥ R₂ = 10·12/(10+12) = 5.455 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 5.455 + 5 = 10.45 Ω

開放電圧 V_th を求める

a–b が開放のとき、Iₛ の経路は R₃ を通って節点 A へ向かうものだけです。V₁ と Iₛ の重ね合わせで V_A を求め、R₃ の電圧降下を加えます。

V_A = V₁·R₂/(R₁+R₂) + I_s·(R₁∥R₂) = 8.182 + 4·5.455 = 30 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 30 + 4·5 = 50 V

負荷をテブナン等価回路につなぐ

テブナン電源と直列の R_th は a–b で元の回路とまったく同じに振る舞うので、負荷からは単純な直列回路に見えます。

I_L = V_th/(R_th + R_L) = 50/(10.45 + 15) = 1.964 A

P_L = I_L²·R_L = 1.964²·15 = 57.88 W

15.ボード線図と余裕

答え: Q = 13.48

周波数応答：伝達関数に s = jω を代入します。デシベルでの大きさは 20·log₁₀|H(jω)|、位相は分子の因子の角の和から分母の因子の角を引いたものです。1 次の RC または RL フィルタのカットオフ（−3 dB）周波数は ω_c = 1/(RC) または R/L、f_c = ω_c/(2π) で、ローパスフィルタでは |H| = 1/√(1 + (ω/ω_c)²)、φ = −atan(ω/ω_c) です。漸近的な（直線近似の）ボード線図では、各極はそのコーナー周波数で大きさを 20 dB/decade ずつ下向きに折り曲げ、各零点は 20 dB/decade ずつ上向きに折り曲げ、積分器 1/s はすべての周波数で −20 dB/decade を与えます。ゲイン交差周波数 ω_c：|L(jω)| = 1（0 dB）、位相余裕 PM = 180° + ∠L(jω_c)。位相交差周波数 ω₁₈₀：∠L(jω) = −180°、ゲイン余裕 GM = −20·log₁₀|L(jω₁₈₀)| dB。両方の余裕が正のとき、閉ループは安定です。

共振周波数

ω₀ = 1/√(LC) = 1/√(0.001·2.2 × 10⁻⁷) = 67420 rad/s

f₀ = ω₀/(2π) = 10730 Hz

Q 値

BW = R/L = 5/0.001 = 5000 rad/s = 795.8 Hz

Q = ω₀/BW = 67420/5000 = 13.48

答え

Q = 13.48

16.ボード線図と余裕

答え: PM = 53.96 °

ゲイン交差

ω⁴ + 16ω² − 207.4 = 0

ω² = (−16 + √(256 + 4·207.4))/2 = 8.473

ω_c = 2.911 rad/s

位相余裕

∠L(jω_c) = −90° − atan(2.911/4) = −126°

PM = 180° + ∠L = 53.96°

答え

PM = 53.96°

ExamProblems · examproblems.com/courses/circuit-analysis-2

電気回路 II：交流回路：直前対策パック

1公式と解法

複素数

解き方

交流インピーダンスとフェーザ

解き方

交流電力と力率

LC 共振、Q 値、帯域幅

解き方

三相電力

RC・RL 過渡現象

解き方

テブナン・ノートン

解き方

2演習問題

3溶液

象限

基準角

偏角

答え

冪を 1 段階ずつ求める

ド・モアブルの定理で確かめる

答え

リアクタンス

インピーダンス

位相角

答え

リアクタンス

並列回路

合成インピーダンス

答え

電流

皮相電力

答え

改善前後の無効電力

新しい線電流

答え

共振周波数

Q 値

答え

蓄積エネルギー

Q 値

1 周期に失われるエネルギー

答え

皮相電力

有効電力

答え

改善前後の無効電力

コンデンサが供給する無効電力

答え

時定数

電流の減衰

答え

初期値、最終値、時定数

時間について解く

答え

すべての電源を止めて Rth を求める

開放電圧 Vth を求める

すべての電源を止めて Rth を求める

開放電圧 Vth を求める

負荷をテブナン等価回路につなぐ

共振周波数

Q 値

答え

ゲイン交差

位相余裕

答え

すべての電源を止めて R_th を求める

開放電圧 V_th を求める

すべての電源を止めて R_th を求める

開放電圧 V_th を求める