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電子部品・半導体部品

整流と平滑回路

整流は交流を一方の方向に変換し、平滑化は出力の変動を低減します。しかし、整流だけでは完全に一定の直流電流は得られません。

関連する実験:整流と平滑 →
整流と平滑
整流と平滑の実験画面 →

概念と仕組み

半波整流器は単一のサイクルを使用するのに対し、全波整流器は2つのサイクルを置き換えて、同じ方向の出力を得る。出力には時間依存性の波形が残る。

平滑化コンデンサは、電圧が高いときには充電し、ピークの間に負荷にエネルギーを供給します。放電中に出力が減少する速度は、リップルに関連しています。

関係式と成立条件

異常なRC放電の割合は指数関数的に減少する。同じ負荷の場合、キャパシタンスが大きいほど、ピーク間の電圧降下は小さくなる傾向がある。

実際のダイオードの電圧降下、充電電流、および抵抗の電力は、単純なモデルから除外されています。大きなキャパシタは、すべての条件下で完全に一様な出力を保証するわけではありません。

仮想実験で読み取る変化

全波整流は両方の半周期を使い、コンデンサはピークの間の電圧を保ちます。

ダイオード電圧降下、突入電流、電源内部抵抗は省略します。RC放電は区間ごとの解析解を使います。 実際の電源・コンセント・高電圧では再現せず、画面上で実験しましょう。

重要な関係式と記号

Vout = |Vin| (全波) · C dV/dt = −V/R (非導通)

式で使う記号と単位
記号意味単位
C平滑コンデンサの静電容量F
R負荷抵抗Ω
リップル出力電圧に残る変動Vまたは比

例で確かめる

50 Hz入力を平滑なしで全波整流すると出力周期はいくら?

10 ms

よくある誤解

  • 整復された無線電波と、一定の電圧を維持する電圧制御は、異なる機能です。

この概念を実験で確かめる

参考資料

OpenStax · University Physics Volume 2(英語)