問題
次の文章は、単相半波ダイオード整流回路に関する記述である。
抵抗RとリアクトルLとを直列接続した負荷に電力を供給する単相半波ダイオード整流回路を図1に示す。また図1に示した回路の交流電源の電圧波形$v(t)$を破線で、抵抗Rの電圧波形$v_{R}(t)$を実線で図2に示す。ただし、ダイオードDの電圧降下及びリアクトルLの抵抗は無視する。次の（a）及び（b）の問に答えよ。
ただし、必要であれば次の計算結果を利用してよい。
（a）以下の記述中の空白箇所【ア】～【エ】に当てはまる組合せとして、正しいものを次の（１）～（５）のうちから一つ選べ。
図1の電源電圧$v(t)＞0$の期間においてダイオードDは順方向バイアスとなり導通する。$v(t)$と$v_{R}(t)$が等しくなる電源電圧$v(t)$の位相を$ωt=θ_{m}$とすると、出力電流$i_{d}(t)$が増加する電源電圧の位相ωtが$0<ωt<θ_{m}$の期間においては【ア】、$ωt=θ_{m}$以降については【イ】となる。出力電流$i_{d}(t)$は電源電圧$v(t)$が負となっても$v(t)=0$の点よりも$ωt=β$に相当する時間だけ長く流れ続ける。すなわち、Lの磁気エネルギが【ウ】となる$ωt=π+β$で出力電流$i_{d}(t)$が０となる。出力電圧$v_{d}(t)$の平均値$V_{d}$は電源電圧$v(t)$を０～【エ】の区間で積分して一周期である2πで除して計算でき、このときLの電圧$v_{L}(t)$を同区間で積分すれば０となるので、$V_{d}$は抵抗$R$の電圧$v_{R}(t)$の平均値$V_{R}$に等しくなる。
（１）【ア】$v_{L}(t)>0$【イ】$v_{L}(t)<0$【ウ】0 【エ】$π＋β$
（２）【ア】$v_{L}(t)<0$【イ】$v_{L}(t)>0$【ウ】0 【エ】$π＋β$
（３）【ア】$v_{L}(t)>0$【イ】$v_{L}(t)<0$【ウ】最大【エ】$π＋β$
（４）【ア】$v_{L}(t)<0$【イ】$v_{L}(t)>0$【ウ】最大【エ】$β$
（５）【ア】$v_{L}(t)>0$【イ】$v_{L}(t)<0$【ウ】0 【エ】$β$
（b）小問（a）において、電源電圧の実効値100V、$β=\frac{π}{6}$のときの出力電圧$v_{d}(t)$の平均値$V_{d}[V]$として、最も近いものを次の（１）～（５）のうちから一つ選べ。
（１）3 （２）20 （３）42 （４）45 （５）90
- 解答を見る
- （a）・・・（１）
（b）・・・（３）