第11回分
■整流回路
電圧安定化回路があるのなら、何のために平滑化回路が存在するのか？
半波／全波整流回路だけでは、電圧が0になるところがあるため、
電圧安定化回路だけでは一定電圧を得ることはできません。
なぜ平滑化回路を使うと、電流が正の部分だけ取り出せるのか分からない。
入力の電圧が0に近いところでは、コンデンサが代わりに負荷に電流を
供給している、と考えるとよいと思います。
全波整流回路の他の作り方はあるのか？
トランス(変圧器)で入力の中間電位を作って、ダイオード2個で
構成する方法もあります。
半波整流回路で直流を作ることはできないか？
ご覧の通り、できませんね。
半波整流回路の使い道はあるのか？
部品点数をケチりたいときには有用なのではないでしょうか。
平滑化回路に半波整流回路をつなぐと直流っぽくならないと思うのですが・・
いえ、コンデンサの容量を十分大きくすれば、それなりに直流っぽくなりますよ。
全波整流と半波整流の具体的な違いというものをもう一度明確にしてほしい
出てくる波形の通りです。
平滑回路の動作がよくわからなかった。特にVinが下がってくるところで、Cにたまった電力がRLに流れるのでVCは下がる、とはどういうことなんでしょう？
VinがVCより小さくなると、コンデンサは充電される状態から、
放電する状態になることになります。
コンデンサから電荷がVin側やRL側に流れると
VCは下がりますが、Vinにあわせて急激に下がるわけではなく、
ゆっくり下がっていくことになります。
そのため、下がりきる前に、次のVinが上昇する周期になり、
再び充電される・・・ということが繰り返され、
脈流が得られます。
平滑回路で、Vinが負のところではCが＋−が逆に充電されるのではないか？
平滑回路には半波／全波整流したあとの波形をあたえますので、
Vinは負になりませんね。
↓こんな回路でも全波整流回路になるのではないか？
たしかにそうなのですが、2つの負荷のRの基準電位側(GND側)が
別々なので、「1つの負荷」として使うことはできませんね。
■電圧安定化回路
基準電圧源の中身を知りたい
「ツェナーダイオード」や「BGR (Band Gap Reference)」を
キーワードに調べてみるとよいと思いますよ。
電圧比較器はどのようなものか？どの程度の電圧なら安定させられるのか？
電圧比較器は、基本的にはオペアンプと考えて結構です。
また電圧を安定化できる範囲、は、電圧比較器の精度と
制御抵抗の精度とスピードしだい、になります。
Vは一定でないため、Ibを制御するのは難しいように思えた
それをやるのが電圧安定化回路、ですね。
Ibを制御するとRcが制御できる理由が分からない。
トランジスタのベース電流を変えると、
C-E間の電流が変わりますが、C-E間の電圧は(飽和領域であれば)
ほとんど変わらないため、等価的にRcが変わることになります。
DC→ACはどのように作り出すのか？
基本的には発振回路、ですね。
Rcにトランジスタを使う理由を教えて欲しい。
使いやすいから、ということでしょうか。
今日勉強した１，２，３，４を全て組み合わせて、Vlを一定にできたという理解で良いのか？
そういうことになります。
電圧安定化回路よりも直流に近いものにする回路はあるのか？
理論的には完全な直流が得られていますので、これ以上はないでしょう。
まああとは電圧安定化回路の性能しだい、というところでしょうか。
今使われている製品はコンセントからの電圧を安定化してから使っているということか？
原理的にはそのような理解でよいと思います。
ただし電圧の安定化には、もう1つスイッチング方式というのがあり、
電力変換効率がよいので、こちらのほうがよく用いられるようです。
脈流の最初の正弦波は安定化するとどうなるのか？
まあ最初の1回だけは、我慢することにしましょう。
■その他
日本のパソコンは海外の不安定な交流電圧源でも使えると聞いたことがあります。日本の技術はすごいですね。
電圧安定化回路のがんばり、というところでしょうか。
コンセントの電源を直流にしないのは何故か？
発電所からの送電の過程で電圧を変えるのが困難なため、です。
電圧が高いほど、同じ電力を送るのに流れる電流は小さくなり、
送電線での損失(I^2R)が小さくなるため、できるだけ送電するときの
電圧は高い方がよいのですが、使う末端に近づくほど、
安全面などから電圧を100V程度まで下げる必要があります。
交流であれば、トランス(変圧器)で簡単に電圧を変えることができます。
コンセントにDC電源が来ているような国や地域はあるのか？
上記の理由から、ないようです。
ただし電力供給がはじまったころは、直流電力を売っている会社も
あったようです。
(エジソンは直流電力会社をやっていました)
日本では地域によって交流周波数が変わるのは何故か？
歴史的経緯、のようです。
関東と関西で、さいしょに輸入した発電機の製造元の国が別々で
周波数が別々だったため、ということらしいです。
日本において、交流周波数が変わることで電子機器に与える影響はないのか？
直流になってしまえば、差はないですね。
交流のまま動くもの、たとえば交流モータなどは
回転数が変わります。
そのため、洗濯機や電子レンジなどは、電源周波数が決まっているものも
ありますね。
実験でツェナーダイオードを使った整流回路を見たが、今回の回路とは別物か？
ツェナーダイオードは、基準電圧源、のはずです。
テストは持ち込みありか？
その予定です。
直流はなくなるのが欠点だと聞いたが、無くならない直流は作ることはできないのか？
なくなる、というのは、どういう意味ですかね。
電池が切れる、という意味であれば、エネルギー保存則から無理でしょう。
壁に来ている交流電力も、「なくならない」わけではないですよね。
電子回路は5％以内という話ですが、具体的に何が原因で5%以内なのですか？
使う部品の精度から、5%ぐらいは許容しましょう、ということですね。
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