電験三種　H24年　理論　問13　問題と解説

問１３

問 13

図は、抵抗　\(R_1\)　[Ω]　とダイオードからなるクリッパ回路に負荷となる抵抗　\(R_2=2R_1\)　[Ω]　を接続した回路である。入力直流電圧　\(V\)　[V]　と \(R_1\)　[Ω]　に流れる電流　\(I\)　[A]　の関係を示す図として、最も近いものを次の（1）～（5）のうちから一つ選べ。

ただし、順電流が流れているときのダイオードの電圧は、0　[V]　とする。
また、逆電圧が与えられているダイオードの電流は、0　[A]　とする。

＜解答例＞

ただし書きにあるように、順電流が流れているときのダイオードの電圧が 0　[V]　ということから、この場合はダイオードは「短絡」した状態にあることが考えられます。

電圧が「正」で、順電流が流れているときの回路は次のようになります。

このとき回路に流れる電流は
\(I=\cfrac{V}{R_1}\) になり、流れる電流 \(I\) は電圧 \(V\) に比例します。

次に、逆電圧が与えられているダイオードの電流は、0　[A]　ですからダイオードは開放状態にあると考えられます。

電圧が「負」の場合の回路は次のようになります。

このとき回路に流れる電流は
\(I=\cfrac{V}{R_1+2R_1}=\cfrac{V}{3R_1}\)　になります。

流れる電流　\(I\)　は電圧　\(V\)　に比例します。

しかし、その大きさは正の範囲の時の　\(\cfrac{1}{3}\)　になります。

正解は（５）になります。