| □ H15年08月期 A-17 Code:[HG0501] : 電源装置の定格負荷時の電圧変動率と出力電圧の関係 |
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定電圧電源の電圧変動率の計算です。定義が分かってしまえば、後は計算なので、定義をきちんと理解しておきましょう。とは言うものの、私もすぐに公式を忘れてしまうので、忘れた時の「脱出法」も解説します。［１］定電圧電源の電圧の指標バッテリーでも商用電源でも、内部抵抗や電線の抵抗がゼロではないので、電流を流せば負荷にかかる電圧は低下します。そこで、その変動を定量化する指標として、（電圧）変動率があるわけですが、その定義は、下記の通りです。 | |
 Fig.HG0501_a 電圧変動率の定義と計算方法 |
無負荷時の出力電圧をＶ0、定格負荷時の出力電圧をＶLとすると、変動率Ｍは、 Ｍ＝(Ｖ0−ＶL)/ＶL …(1) となります。早い話が、「定格負荷をつないで下がった電圧（電圧変動分）を定格時の出力電圧で割ったもの」です。分母が定格負荷時の出力電圧であることに注意して下さい。 また、無負荷時の電圧Ｖ0と変動率Ｍが与えられていて、定格負荷時の電圧ＶLを計算するには、(1)式をＶLについて解けばよく、 |
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ＶL＝Ｖ0/(1＋Ｍ) …(2) 逆に、定格負荷時の電圧ＶLと変動率Ｍが与えられていて、無負荷時の電圧Ｖ0を計算するには、(1)式をＶ0について解けばよく、 Ｖ0＝(１＋Ｍ)ＶL …(3) となります。どのようなパターンの問題が出ても、これらの式で出せるので、まずは電圧変動率の定義式である(1)式を覚えておいて、変形してやることです。 ［２］公式を忘れたらどうするか？本番で、分母が定格電圧だか無負荷電圧だったか…緊張のあまり、記憶が固まってしまった時の導き出し方をお教えしましょう。いま、恐ろしく不安定な電源があって、無負荷時の電圧が20 [V]、定格負荷時の電圧が10 [V]だとしましょう。ジャンクで売っている海外製の安いACアダプターに、こんなのがあるそうですが…。分母が定格電圧だとした正しい電圧変動率ＭCは、 ＭC＝ (20-10)/10 ＝ 100 [%] ですが、誤って分母に無負荷電圧を入れてしまったとしましょう。すると、誤った電圧変動率ＭEは、 ＭE＝ (20-10)/20 ＝ 50 [%] となってしまいます。ではもっと激しい電源で、無負荷時が100 [V]なら… ＭC＝ (100-10)/10 ＝ 900 [%] ＭE＝ (100-10)/100 ＝ 90 [%] です。ちょっと考えてみると、おかしなことに気付きます。誤って分母に無負荷時の電圧を持ってきてしまうと、どんなに激しく電圧が変動しても、電圧変動率が絶対に100%を超えないのです。どう考えてもおかしいです。やはりこんな変な電源は「電圧変動率900 [%]」と言いたくなります。 悩んだら試してみて下さい。 それでは、解答に移ります。 この問題では、(1)式のパターンです。Ｖ0＝13.8 [V]，ＶL＝ 12 [V]をこれに代入すると、Ｍ＝0.15となりますから、正解は４と分かります。 | |
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