電験三種 H24年 理論 問13 問題と解説

　問 題　　　　　

図は、抵抗R₁[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R₂[Ω](=2R₁[Ω])を接続した回路である。入力直流電圧V[V]とR₁[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 説　　　　

この問題のポイントは、問題文の「ただし」以降をきちんと読んで、Vが正のときと負のときそれぞれについて、電流が回路内をどのように流れるのかを見極めることです。

まずは問題文の「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」という条件に注目します。ダイオードの電圧が0ということは、この部分の抵抗が全くなく、短絡しているということなので、R₁から流れてくる全ての電流がダイオードのほうを通り、R₂のほうは全く通らないということです。

よって、Vが正の範囲では、IはVに比例することがわかります(この時点では選択肢がどれも除外できません)。

続いて、問題文の「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」という条件に注目します。先ほどはダイオードのほうにだけ電流が流れましたが、今度は逆に、ここには電流が流れないということなので、R₁から流れてくる全ての電流がR₂を通って回路を回ることになります。

よって、Vが負の範囲では、IはVに比例しますが、その傾きは正の範囲での3分の1になります。

以上から、選択肢(5)が正しいことがわかります。