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実験で抵抗とダイオードと電池と交流電源を直列につないだときダイオードと電池をオシロスコープで測定したのですがどうしても何故こんな波形になるのかが説明できません
電池が3Vでダイオードの立ち上がり電圧が1.8Vで交流電源が6Vです
接続はこんな感じです
 |━━抵抗━━━━ |
 │             |━━━━| 
交流電源 ダイオード→▽      オ
 |               ̄      シ
 |            -|      ロ
 |            電池       |
 |            +|━━━━|
 |━━━━━━━━ |
交流電源だけのときと電池だけの時の波形は説明できるのですが・・・・
どうかご教授していたたげるとありがたいです

A 回答 (4件)

(1)ダイオードは、単なるスイッチとして考えてください。


順方向のとき、スイッチON(短絡) ダイオードの電圧はゼロ(実際は1.8V)
逆方向のとき、スイッチOFF(開放) 回路が切り離される。

(2)ダイオードと電池の部分だけに注目してください。
最初から、ダイオードは順方向バイアスになっています。
スイッチONなので、オシロスコープには、電池だけが繋がっているのと同じです。
電池の-3Vが観測されます。(実際は、ダイオードの1.8Vがあるので、‐3+1.8=-1.2Vぐらいかもしれません。)
この状態で、正の期間の交流電圧(0~6V)が加わっても、ダイオードはONであることに変わりありません。ですから、オシロスコープは、ずっとダイオードの電圧降下と電池の電圧を観測しているのと同じです。
その期間の交流電圧は、抵抗に加わっていますので、オシロには写りません。(電池に内部抵抗があるので、少し波形が膨らむかもしれませんが、ほぼ直線のはず。)

※ここまで、実験した波形とあってますか?

(3)次に、交流が負の期間(0~-6V)
交流電圧がマイナスなので、基本的には、ダイオードから見ると逆方向電圧となります。しかし、電池が待ち構えていますので、電池よりも大きなマイナスの電圧が加わったときに、逆方向になります。
その大きなマイナスの電圧は、単純に言えば、-3Vです。
(実際は、ダイオードの電圧降下があるので、-3-1.8=-4.8かな?)

(4)電池の電圧、約-3Vまでは、(2)と同じ、直線的なマイナス電圧が、観測されていると思います。
 ここで、交流電源から-3Vを超える大きな負電圧が加わるようになると、ダイオードは逆方向となるので、ダイオードと電池の部分は、切り離されオシロスコープには、交流電源しか繋がっていないのと同じです。
したがって、この期間は、交流波形が観測されているはずです。

この回答への補足

詳しい説明本当にありがとうございます。
(2)までは書かれてる通りの波形になるのですが、(3)の大きなマイナスの電圧というのはダイオードの電圧降下があるので-3+1.8=-1.2で(4)で約-1.2Vまでは直線的なマイナス電圧が観測されるになりませんか?
そうすれば観測した波形になるのですが。
どうがご教授お願いします。

補足日時:2008/06/28 11:37
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#2です。


すみません、そうでした。
>-3+1.8=-1.2
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この回答へのお礼

何から何まで本当にありがとうございました。

お礼日時:2008/06/28 15:16

交流電源との接続がどうなっているのかで大分違って来ますがどうなってます?


交流電源が低周波発振器ですとコンデンサー結合が多いです

トランス結合叉は抵抗結合ですと電池からトランスを通って抵抗ダイオードそして電池 と直流電流が還流し交流電流が重畳します
直流電流はダイオードのドロップ電圧と電池電圧と抵抗で決まる電流が流れ 交流電流が重畳されます
交流電圧がダイオードのドロップ電圧+電池電圧に等しい所で変化します

コンデンサー結合ですと直流電流の還流がありませんので交流電流のみです
ダイオードもバイアスされませんので先の場合と大分違って来ますが

この回答への補足

交流電源はファンクションジェネレータとなっていますがこれはどうなのでしょうか?

補足日時:2008/06/28 12:26
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直流電源で、オフセットを加えているだけでしょう。


交流起電力をe、角周波数をω、最大値をE_{m}、位相をφ、直流起電力をEとすると、

e = E_{m}*sin(ωt + φ)

なので、オフセットを加えた起電力e'は、

e' = e + E = E_{m}*sin(ωt + φ) + E

となります。

この回答への補足

測定した波形をみるとちがうみたいなんだすけど
ダイオードの整流作用とかは考えないんですか?

補足日時:2008/06/28 09:20
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こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
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あるいは、
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40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
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こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
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・・・であるとして、回答します。

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おぼえやすい使いやすいという話なら・・・
どっちも複雑ですので簡単にはいかないとおもう。

基本的にイラストレーター、インクスケープはドロー系ソフトと言われ、
描画はベクター画像となります。ソフトの計算によって描画される。
フォトショップ、ギンプはペイント系ソフトといわれ、
描画はラスター画像、これは小さなドットによって描画されます。
(PCモニタもそうです)

描画中、ラスターは拡大をしていくとドットがわかります。シャギシャギします。
ベクターは拡大していってもソフトが計算しなおして表示するのでドットは関係ありません。

(上のを平たく言うと、描画作業中、画像の中の一つのオブジェクトを選んで大きく配置したいと思ったとき
フォトショップの場合、選択拡大するとそのオブジェクトの画像が荒くなりますが
イラストレーターの場合、オブジェクトを選んで大きくしても計算しなおしされて画像はきれいなまま。)


ラスターはフォトショップにわかるとおり、写真や複雑な絵をに向いています
描くだけ、ならペンタブやマウスでぐりぐりかけるので楽。
ベクターは図形、曲線や直線で構成された図形に向いてます。文字も。
しかしながら描画にはベジェ曲線に慣れねばならぬ・・・。

大まかにはチラシや広告などは本来イラストレーターの領域ですが、
ここに写真を入れ込むときに、この写真を細かく加工するにはフォトショップです。

おぼえやすい使いやすいという話なら・・・
どっちも複雑ですので簡単にはいかないとおもう。

基本的にイラストレーター、インクスケープはドロー系ソフトと言われ、
描画はベクター画像となります。ソフトの計算によって描画される。
フォトショップ、ギンプはペイント系ソフトといわれ、
描画はラスター画像、これは小さなドットによって描画されます。
(PCモニタもそうです)

描画中、ラスターは拡大をしていくとドットがわかります。シャギシャギします。
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でも一番の違いはデータ形式の違い。
GIMPは「ラスタ形式」
Inkscapeは「ベクタ形式」
大まかに言えば、「ラスタ形式」は拡大するとギザギザ(ジャギー)になるが、
「ベクタ形式」はならない。
「Inkscapeにしかできないこと」をあげるなら、「拡大してもギザギザにならない」点でしょうか。
また、「Inkscapeにできないこと」はPNGのみでJPG保存が出来ない。

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GIMPはAdobe PhotoShopのフリー版。
InkscapeはAdobe Illustratorのフリー版と考えると分かりやすいと思います。

どちらも機能的にはそれほど変わらないと思います。
GIMPの方がスクリプトやプラグインが多く、より多機能かも。
でも一番の違いはデータ形式の違い。
GIMPは「ラスタ形式」
Inkscapeは「ベクタ形式」
大まかに言えば、「ラスタ形式」は拡大するとギザギザ(ジャギー)になるが、
「ベクタ形式」はならない。
「Inkscapeにしかできないこと」をあげるなら、「拡大してもギザギザにならない」点でしょうか。
また、「Inkscapeにできないこと」はPNGのみでJPG保存が出来ない。

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下記URLにいろいろな放電管のスペクトルが波長入りで出ています。

参考URL:http://galaxy.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/cd-rom/labo/periodic/genso.htm


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