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RLの直列回路に三角波を入力したときに,コイルの電圧をオシロスコープで観測すると,三角波ではない周波数に応じた特異な形が観測されました.この理由は何ですか?

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A 回答 (3件)

>三角波ではない周波数に応じた特異な形が観測されました.この理由は何ですか?



三角波が単一の周波数成分のみを持つわけではないことはご理解できますか?


入力波形がそのまま観測されるということは、
システムが線形と言うことです。

電気回路において線形なのは、純粋に抵抗成分のみです。

つまり、インダクタ、キャパシタ成分があれば、積分、微分回路になり
非線形になると言うことです。

V(L)=jωL*I(t) なんだから、どうやったって周波数の関数です。
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この内容だけでは正しい解答をすることは無理です。



特異な形といっても、あなたがそう思っているだけでごく当たり前の波形である可能性も排除できないし。

コイルのインダクタンスと何かの浮遊容量が共振して発生したのかもしれないし、何か外部からの電磁波をピックアップしたのかもしれません。

RLの型名、三角波を発生させた信号発生期の型名、三角波の波形、周波数、振幅、得意な形の周波数や振幅、持続時間、オシロスコープの型名、使用したプローブの型名、プローブの使い方は正しいのか、等々疑問点はたくさんあります。
プローブの使い方を間違えているために無いはずの信号が見えてしまうということはよくあります。
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三角派をフーリエ級数展開してから方程式に入れて計算して戻せばわかる。

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Qp軌道の「+」「-」とは?

大学の有機化学の授業で電子の分子軌道について習ったんですが、その教科書にあるp軌道の図で「+」と「-」とかかれていたりします。
これは何を表しているのでしょうか??
教えて下さい。

Aベストアンサー

p軌道(の波動関数の図、電子雲の図)に示された「+」「-」は、波動関数の正負を示しているものです。
結合性軌道・反結合性軌道のお話と関連してはいますが、結合性軌道、反結合性軌道そのものを表す符号ではありませんからご注意ください。

量子力学では「波動関数」という概念が出てきます。これは古典力学には存在しない概念なのでとっつきにくいものではありますが、ψ(x,y,z)という波動関数があったなら絶対値の2乗、すなわち|ψ(x,y,z)|^2がその場所(x,y,z)での粒子の存在確率を示す、と解釈されています。|ψ(x,y,z)|^2は存在確率ですから負の値にはなりませんが、ψ(x,y,z)自体は負の値を取ることも許されます*1。
p軌道とはそのような波動関数のうち、原子の周辺に広がっているもの(の一つ)です。下の図はp軌道を模式的に書いたもので、中心の原子核から電子雲が上下に伸びています。電子雲が「濃い」場所は波動関数が大きな絶対値を持ち電子の存在確率が高い場所です。より詳細な図は教科書で見て下さい。
図には+や-の記号が入っていますが、上側に伸びている部分では波動関数は正の値を、下側の部分では負の値を取ることを表現しています。ただ正であっても負であっても、絶対値さえ大であれば|ψ(x,y,z)|^2が大きいことになりますから、その場所では電子雲は濃く電子の存在確率は高いということになります。

▽+
●原子核
▲-
p軌道の模式図

さて次に原子の結合を考えます。この部分をまた一から説明するとなるとここでは書き切れませんが、結論だけ書くと「プラスの部分同士、マイナスの部分同士が重なる時に結合する」ということになります。下の図をご覧下さい。
結合まで考えると波動関数の正負が重要になってくるわけです。

▽+ ▽+
●   ●
▲- ▲-
結合する(結合性軌道)

▽+ ▼-
●   ●
▲- △+
結合しない(反結合性軌道)

お答えになりましたでしょうか。

*1 Schroedinger方程式は線形方程式ですから、ψ(x,y,z)がその解であればCψ(x,y,z)もまた解となり得ます(Cは定数。負であってもよい)。ただし規格化の要請、すなわち|ψ(x,y,z)|^2を全空間にわたって積分した時に1になるように、との条件がありますからCの絶対値は1つに限られます。
ただ絶対値は決まったとしても、exp(iα)だけの不定性は残ります(iは虚数単位、αはある実数定数。ご存じかと思いますがexp(x)とはeのx乗のことです)。ψ(x,y,z)が(規格化までされた)解であるなら、exp(iα)×ψ(x,y,z)もまた規格化された解になる、ということです。exp(iπ)=-1、exp(0)=1ですから波動関数が正か負かというのは絶対的に定まっているものではなく、実は相対的なものです。(この話はちょっと難しいので無理に理解しなくても結構です)

p軌道(の波動関数の図、電子雲の図)に示された「+」「-」は、波動関数の正負を示しているものです。
結合性軌道・反結合性軌道のお話と関連してはいますが、結合性軌道、反結合性軌道そのものを表す符号ではありませんからご注意ください。

量子力学では「波動関数」という概念が出てきます。これは古典力学には存在しない概念なのでとっつきにくいものではありますが、ψ(x,y,z)という波動関数があったなら絶対値の2乗、すなわち|ψ(x,y,z)|^2がその場所(x,y,z)での粒子の存在確率を示す、と解釈されています。...続きを読む


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