質問: ダイオードと電池をオシロスコープで測定 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
回答: (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。