電験三種 H24年 理論 問13(ダイオード回路)

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電験三種 H24年 理論 問13(ダイオード回路)


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 \(R_2 [Ω] (=2R_1) [Ω]\) 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。

 

 


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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 \(R_2 [Ω] (=2R_1) [Ω]\) 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>
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)

 

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