物理
高校生
この問題で答えが2Eになる理由がわかりません。
教えて下さると助かります
?
71 ダイオードと交流回路
0-81-
出題パターン
最大電圧がE の交流電源 Ee, ダイオ
ド D1,D2 および, 電気容量がともに
NO
Cのコンデンサー C1, C2 を使って,図
のような回路を組んだ。FIFのコンティ
D1,D2は図の矢印の向きには電流を
流すが、その逆向きには電流を流さない。
よってD1,D2はスイッチの役目を果た
す。 S, 閉じ
に、抵R」を流
このとき、十分時間が経った後にC点の世
にかかる電圧はある一定値に収束する。
その値を求めよ。
-)8[ +0 4 C ₂
D1
FORT
0+0+0.
01-08
HOTHER
10
078748++AS÷ ©
(A) S= .010
解答のポイント!
)
「ダイオード」,「交流」と聞くと,①理想的ダイオードが大切。
「どこから手をつけて良いかわから法51
「ない」という声を聞く。 しかし, 本
問においては次のような「置き換 (
え」 をすることによって, 超シンプ
ルなコンデンサー回路に帰着できる
のだ。そのポイントとは,理想的ダ
イオードと交流電源を含む問題では
図 20-14 のように、 場合分けをして
考えていくことなのだ。
_0+NO+ND=
BRBO 11-OS
Hogl LO
②交流電源
る。また!!見
A
(v) a=e+sg=N=[8²/N}
電流 10-> (108
TRY
N
「導線」|
51-08
「断線」して
流れない ×
また, コンデンサーの無限回スイ
ッチ操作での最終状態の求め方のコ
ツは,「もうそれ以上変化がない」と
状態をつくることである。
が切れている社設全品
ので、む
青師
0=818+
交流
⇒ N
電源
電位差 0
下向き+極
VA
NHAU TOLY
・上向き+極
GI
解法
ESTLA
199120-14=1010
まず, 電源 Ee がア下向きの起電力を持っているときには、次ページの図 20-15
のように D は 「導線」, D 2 は 「断線」となる。
sho
逆に,電源 Ee が上向きの起電力を持っているときには 図20-16のように
D. 「断線, D2 は 「導線」 となる。
まくと見える 「す断線
#
SE
図20-15
D1 導線
E
D2X
流れない
KAK
HAND
導線
07本
図20-18
#
断線
S
くり返す
①
ちなみに, D1,D2 の両方が 「導線」
となることはあり得ない。なぜなら,
えば、図20-17のようにコンデンサー
の両極板がD1,D2 という「導線」によ
|1周
ってつながってしまい, C2 の電位差が気丁ーレン導線本 すべて生じる
D
等電位
になる。これは,D2 が 「導線」となり
Cに電流が流入し,C に電位差が生じの関
るということと矛盾してしまうからであ荷
+++ 2E
E.
MWI
くり返す
図 20-16
つくのまま
流れ断線 +++
ない D
RESE
導線
3DAT2
(
ここで 図 20-15, 図 20-16 を十分な回数くり返していくとだんだん,C,
SALUTEOR
Cの電気量がある一定値に近づいていく。 最終的には, 図 20-15 と図 20-16
の電気量がある一定値に
とでもはや,C,C の電荷分布は変わらないと考えられる。よって、それ
CLICA PO
図20-18, 図 20-19 のように,C,にはE〔V〕 C2 には 2E 〔V〕･・･ 雪の電位差が
生じるのが最終状態と考えられる。
く
導線
20-17
1
D₂
図20-19
S
+++
導線
、電位差
矛盾
⑩
断線#F 2E0
まま
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