質問: 電磁誘導の実験で 交流発振器は、正弦波モード、出力電圧は最大 (減衰率=0db, 出力調節つまみmax)として、 出力端子をオシロスコープにつなぎ、 交流電圧波形の振幅(最大と最小の電圧差:vp-p )を、 周波数f =0.1~50khzの間で測定した。 その値を両対数方眼紙にプロットしたときに比例するのですが、 50khzのところだけ値がとんでしまっているのです。 実験の先生がそこだけは値がとんでしまうと言っていたので 実験方法などが間違ったわけではないと思うのですが 理由を詳しくは話してくれませんでした。 どうして50khzの所だけ値がとんでしまうのでしょうか? 分かる方教えて下さい。よろしくお願いします。
回答: 増える方に飛んだのか、減る方に飛んだのかで 原因が違うのですが、 あり得る原因としては、下がる方では 1)発振器の周波数上限で、出力が落ちてしまった 2)オシロスコープの周波数上限で表示が減ってしまった 3)なんらかの形で直列共振ができてしまった 4)電圧源の信号源インピーダンスが無視できなくなってしまった といった事が考えられます。 また、上がる方では a)並列共振(もしくは被測定コイルの自己共振)が 発生した b)電流源の信号源インピーダンスが無視できなくなった といった事がありえます。 4とbはわかりにくいかもしれませんが、 たとえば、電圧源(たとえば内部抵抗100ω)から コイルに電流を与えていたとして、周波数を上げて コイルのインダクタンスが100ωに近づくと、 電圧源とコイルとの分圧で生じる コイル両端の電圧が見かけ上急に上がります。 (見かけ上急に上がるのは対数測定のためです) もちろん、これから周波数を上げていけば まだまだ電圧があがるのですが、 発振器の上限周波数のため、 ここらから上はわからないというわけです。