整流回路の出力電圧

下記のような整流回路についての実験をしているのですが、負荷抵抗に流れる電流の値をが増えるほど出力電圧が下がりました。この場合では次式のような関係は成り立たないのですか？その理由と、またこの場合の負荷電流と出力電圧の正しい関係式があれば教えてください。
┌─Ｄ─┬┐
│　　　 ││
Ｅ　　　 ＣＲ
│　　　 ││
└───┴┘
※Ｅ＝電源　Ｄ＝ダイオード　Ｃ＝コンデンサ
　Ｒ＝負荷抵抗
出力電圧＝負荷電流＊負荷抵抗
ＣとＲの位置が若干左にずれています。

No.7 ベストアンサー 回答者： endlessriver 回答日時： 2006/05/07 18:46

仮にトランスの出力電圧（の直流分）Eを一定とすると

出力電圧＝E-rＩのrがダイオードの（今回の場合の等価的な）内部抵抗になります。
ダイオード内部抵抗は変化するらしいので対象（交流に対するものとか変動部分に対するものとか）に応じた等価的な値が考えられます。

トランスの出力電圧（の直流分）Eが変化しているなら＃６さんのような考え方になりますが、さらにその前で変化しているものは無いかとか波形の検討など複雑な話になるように思います。

No.8 回答者： eqw-102 回答日時： 2006/05/07 19:35

抵抗値が高い所程そこにかかる電圧は高になります。

Ｃ＝コンデンサを抜けば簡単に計算出来る。

これを、１．５V弱電回路で作成するのが望ましいです。（E=直流電源）
または、１．５V交流に落とします。
（LCR試験機）

No.6 回答者： toshi_2000 回答日時： 2006/05/07 17:51

No.4です。

交流のトランスにも実際には直列に抵抗が入っていると考えられます。
負荷が高くなると、出力電圧は下がります。（定電圧電源ではないですから）
ですから負荷抵抗に流れる電流の値が小さい場合は無視できますが、大きくなると出力電圧は下がります。
No1.さんのような式になると思います。

No.5 回答者： endlessriver 回答日時： 2006/05/07 17:29

複雑な話にしなければ直流分だけを考えれば良く（直流の話と思いますので）＃１のかたで良いと思います。

Rを消した出力電圧＝E-rＩの話と思います。

この回答への補足

ダイオードの抵抗というのは一定なのでしょうか？
調べたところ一定ではなさそうなので。もしそうだとしたらこの場合のダイオードの抵抗値とはどうやって調べればよいのでしょうか？

補足日時：2006/05/07 17:48

No.4 回答者： toshi_2000 回答日時： 2006/05/07 16:35

この実験は、負荷抵抗値を変化させて、その時の出力電流（負荷電流）を測定しているのですか。

電源は、何を使用しているのでしょうか。

この回答への補足

そのとおりです。負荷抵抗を変化させています。
電源はトランスを使用しています。

補足日時：2006/05/07 16:50

No.3 回答者： gura_ 回答日時： 2006/05/07 16:02

>次式のような関係は成り立たないのですか？

　各時間で変化する電流と電圧について計算する必要があります。ただその波形は、脈流といってのこぎりの歯のような電圧波形になります。↓
http://ks001.kj.utsunomiya-u.ac.jp/~buturi/UUinO …

　したがって、電圧計や電流計のような平均値を測る計器で計ると、単純には
出力電圧＝負荷電流＊負荷抵抗
とはなりません。

参考URL：http://ks001.kj.utsunomiya-u.ac.jp/~buturi/UUinO …

No.2 回答者： noname#26171 回答日時： 2006/05/07 15:47

図示されている回路は「半波整流回路」と言います。

ダイオード１本だけで整流しているので、山が間をあけて並んでいるような整流波形になります。
Ｃによって充電されるため、Ｒの値が大きい場合は直流に近い整流波形になりますが、Ｒが小さくなると、Ｃがすぐに放電してしまうため、電圧が下がってしまいます。（実効値）
要するに、完全な直流ではないため、一見オームの法則が成り立っていないように見えるのです。
全波整流回路にして、安定化電源回路を付ければ、完璧です。

No.1 回答者： ymmasayan 回答日時： 2006/05/07 15:45

負荷電流が増えると言うことは負荷抵抗の値を減らしているわけでしょう。

ごく単純化して考えると、ダイオードの抵抗をｒとして
Ｉ＝Ｅ／(Ｒ＋ｒ)
出力電圧＝Ｉ×Ｒ＝Ｅ・Ｒ／(Ｒ＋ｒ)＝Ｅ／(１＋ｒ／Ｒ)

従ってＲを小さくすると出力電圧は下がります。