| □ H18年08月期 A-17 Code:[HG0502] : 電源の出力波形からリプル率の計算 |
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リプル率の計算の問題です。ここでキーになっているのは、交流分が「単一正弦波」だというところです。［１］リプル率の定義商用交流から電源を取る直流電源装置では、平滑回路で完全な直流にすることは困難なので、どうしてもリプルが乗ります。このリプルの含有率を定量化しようということで、指標とされているのが、リプル（含有）率です。リプル率Ｍ（リプル含有率）の定義自体は比較的簡単で、直流分をＶD、交流分をＶRとして、次の式で表されます。 Ｍ＝ＶR/ＶD …(1) | |
 Fig.HG0502_a リプル率とその計算 |
ここで注意しなければならないのは、リプルの成分です。Fig.HG0502_aのように、リプルは整流回路の脈流から直流分を（平滑回路で）取り出した残りの交流分なので、厳密には正弦波ではありません。 また、負荷の重さに応じて変動しますし、負荷によって波形が異なるのが普通です。平滑コンデンサに充電された電荷が、１周期ごとに負荷に放電する動作を繰り返すわけですが、負荷が軽い時はなかなか放電しないのでリプルは少なく、重い時はどんどん電圧が下がるので、「こぶ」の高さが高くなります。 |
ここでは「そんな複雑なことは考えなくていいから、単一正弦波として計算しなさい」という指示が（問題文中に）出ています。［２］単一正弦波のリプルは実効値で評価リプルが単一正弦波の時は、実効値で含有率を計算します。通常、波形を観測すると、最大値は波形から容易に分かりますが、実効値は計算しないと分かりません。この問題でも、波形の図で与えられているのは最大値です。今、リプルの最大振幅をＶRpとすると、その実効値ＶRは、 ＶR＝ＶRp/√2 …(2) となりますので、問題中のリプルの最大振幅を√2で割ったものを計算に用いなくてはなりません。つまり、(2)式を(1)に代入して、 Ｍ＝ＶRp/(√2)ＶD …(3) と計算します。 それでは、解答に移ります。 問題図から、ＶRp＝2 [V]、ＶD＝24 [V]を(3)式に代入すると、Ｍ＝0.059と求められるので、正解は３と分かります。 | |
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