No.2
- 回答日時:
どのような信号かが書いてありませんが、信号の状態によって終端抵抗に加わる電圧が変わるはずです。
終端抵抗の電力を求めるのであれば、信号が最低電圧のときのVcc側の抵抗の端子間電圧を求め、
電力を計算すれば良いです。
逆に信号が最大電圧の時のGND側の抵抗の端子間電圧で、GND側抵抗の電力が計算できます。
ただし、信号の最大最小電圧が一瞬である場合は上記の計算は瞬時電力になります。
実際は平均電力(抵抗の温度に関係する電力)が問題になるはずなので、信号の平均電圧で計算
するのが実用的です。
厳密には、各抵抗(対Vcc , 対GND)に加わる電圧の実効値を計算(または実測)するのが正しい
やりかたですが、大抵の場合、これは大変ですので、信頼性としての電力計算なのであれば
安全率をかけて「平均電圧」で計算するのが実用的です。
信号のスピードが遅く、おなじ状態が秒~分のオーダーで続くような場合は実効値計算は不要で
一番最初に示した最大,最小電圧での計算が正しいものとなります。(要は抵抗の温度がどうなるか
という視点で考えます)
信号源の出力抵抗50Ωを考慮するべきかどうかという質問には、当然考慮するべき、というのが
答えです。「考慮」というのは最大や最小、実効値などの信号電圧を求めるときに考慮する、という
意味です。
ご回答ありがとうございます。
考えている信号はクロック(MHzオーダー)の信号になります。
この場合、Duty50%、最大電圧2.5V、最小電圧0Vと考えると、
Vcc側に印加される平均電圧は、
2.5[V]×0.5=1.25[V]
流れる電流は、
1.25[V]/100[Ω]=0.0125[A]
平均電力は、
1.25[V]×0.0125[A]=0.015625[W]
抵抗の定格電力を0.1Wとしてディレーティング50%と考えると、
0.1[W]×0.5=0.05[W]
平均電力と許容電力を比較すると、
0.015625[W]<0.05[W]
となり、条件は満たされます。
このような考え方でよろしいでしょうか。
信号源の出力抵抗50Ωもやはり考慮するのですね。
どのような場合に考えるべきかよくわかりませんでした。
最大、最小、実効値を求める際に考慮するようにします。
詳細に説明していただき、ありがとうございました。
No.3ベストアンサー
- 回答日時:
ANo.2です。
お礼の計算はちょっと違うような・・・
信号がデューティ50%の矩形波ならより正確な計算も簡単です。
信号源の50Ωを計算に入れるのは、テブナン終端抵抗に加わる電圧を計算する上で不可欠だからです。信号源の50Ωを考慮しないと出力電圧の振幅も違ってくるため、当然ながら終端抵抗に加わる電圧も違ってくるからです。
具体的には、以下のようになります。
テブナン終端抵抗100ΩはVcc側もGND側も全く同じ条件になるので、片方だけ計算します。
(図を参照してください。)
テブナン終端抵抗100Ωにはクロックの半周期だけVccの3/4の電圧が掛かっています。
のこりの半周期はVccの1/4の電圧がかかっています。
そこでまず、3/4掛かっているときの電力を計算します。Vcc=2.5vなら、3/4*2.5V=1.875V ですから
電力は 1.875^2 / 100 = 0.0352W
次に、1/4掛かっているときの電力を計算します。1/4*2.5V=0.625Vですから
電力は 0.625^2 / 100 = 0.0039W
これらは同じ時間配分で加わります。また周波数が高いので、抵抗の温度はこの周期についていけません。
つまり、抵抗の平均電力が熱になるという考え方をします。
平均電力は 0.0352Wと0.0039Wの平均ですから 0.01955Wとなります。約20mWです。
0.1Wの抵抗なら十分なディレイティングで動作できます。
ご回答ありがとうございます。
図を見ながら再計算して理解することができました。
信号源の出力インピーダンスを含めて計算するのが初めてで、
うまく頭の中で整理できていませんでしたが
この考え方で他の回路も計算できそうです。
この回答をベストアンサーとさせて下さい。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 工学 変圧器の短絡試験を行ったのですが、誤ってインピーダンス電圧を測定し忘れ、その他諸々の計算値が出せない 6 2022/07/03 01:11
- その他(職業・資格) 消防設備士甲種4類、設備図の配線の仕方について。 参考書やネットで設備図の例を見ています。そこで質問 1 2023/05/08 19:22
- 工学 計器用変成器(PT/CT)を用いた電力測定方法について 2 2022/08/16 11:09
- 物理学 電子回路の問題です。 出力インピーダンスの求め方で、C2のリアクタンスを無視するとコレクタ抵抗と負荷 2 2023/02/05 15:59
- 電気工事士 【電気】1000Vの絶縁抵抗計の内部からジージー音がしています。 これは漏電でしょ 3 2023/07/16 15:55
- 工学 (1)抵抗値が30(Ω)のニクロム線がある。これにある電圧を加えて消費電力を測定したところ300(W 1 2022/11/07 14:35
- 工学 送電線の力率改善に関する問題。 3 2022/05/24 00:03
- 工学 (1)抵抗値が30(Ω)のニクロム線がある。これにある電圧を加えて消費電力を測定したところ300(W 1 2022/11/07 14:12
- 物理学 回路全体でどのような力の綱引きがあり、どのようにして電流が一定に定まるのかしりたい。 4 2022/04/30 04:02
- 工学 テブナンの定理を使ってある抵抗に流れる電流を求める時に、その抵抗を外してその端子ab間の開放電圧V0 4 2022/06/28 17:12
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
並列回路において、抵抗Rにおけ...
-
高校物理解説お願いします!
-
サーミスタから出力される電圧...
-
図に示すπ形抵抗減衰器の減衰量...
-
並列回路において、抵抗Rにおけ...
-
2つの抵抗の間にある点Aの電圧は?
-
物理 (3)がわかりません。 P=IV...
-
物理
-
可変抵抗器の見方
-
回路につなぐと抵抗値が変化する
-
写真のような回路のとき、参考...
-
最大電圧5Vのアナログ信号を最...
-
最適な可変抵抗値を教えて下さい
-
電気工事士試験の問題で理解で...
-
何故抵抗とコンデンサーを電源...
-
電化製品
-
CRでの時定数設計方法を教えて...
-
合成抵抗の求めかた
-
四角錐での電気抵抗
-
単相変圧器(効率)+誘導電動...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
サーミスタから出力される電圧...
-
並列回路において、抵抗Rにおけ...
-
オシロスコープによる抵抗の電...
-
可変抵抗器には何故足が3本ある...
-
2つの抵抗の間にある点Aの電圧は?
-
最大電圧5Vのアナログ信号を最...
-
図に示すπ形抵抗減衰器の減衰量...
-
T 型抵抗減衰器の考え方について
-
電気回路の書き換え方がわかり...
-
DCモータの抵抗値
-
テブナンの定理 合成抵抗で電...
-
FETについて
-
物理 (3)がわかりません。 P=IV...
-
オン抵抗と耐圧
-
四角錐での電気抵抗
-
トランジスタの調光回路につい...
-
界磁損
-
高校の電気回路について! 一辺...
-
ファン電圧制御による可変抵抗...
-
合成抵抗の求めかた
おすすめ情報