第三種電気主任技術者の過去問 令和3年度（2021年） 機械 問59

ア　v_Rとv_Lを合わせるとvになります。（v ＝ v_R ＋ v_L）

ωt が 0 ＜ ωt ＜ θ_m の期間においては、vのほうがv_Rよりも大きいのでv_Lは正の値になります。

よって空欄には【 v_L（t） ＞ 0 】が入ります。

イ　v_Rとv_Lを合わせるとvになります。（v ＝ v_R ＋ v_L）

ωt = θ_m 以降については、vのほうがv_Rよりも小さいのでv_Lは負の値になります。

よって空欄には【 v_L（t） ＜ 0 】が入ります。

ウ　電源電圧が負になると、ダイオードが導通しなくなるので電源からの供給はなくなりますが、しばらくはリアクトルが電流をが流します。

これはリアクトルの磁気エネルギーが0になるまで続きます。

よって空欄には【 0 】が入ります。

エ　出力電圧 v_d（t） の平均値 V_d は、図2のv_R（t）が正の値をとる期間0～π＋βの区間で積分して一周期2πで除せば計算できます。

よって空欄には【 π + β 】が入ります。

正解は「1」です。

単相半波ダイオード整流回路に関する問題です。

交流を直流に変換することを整流と呼びます。

その中で単相半波というのは，単相の交流電源で抵抗の電圧が正の向きのときだけ出力する回路になります。

ア：v_L（t） ＞ 0

・0 ＜ ωt ＜ θ_m では電圧は正方向であり，ダイオードを通してLに電流が流れます。

　よって，0 ＜ ωt ＜ θ_m間ではLがエネルギーを溜めるため，v_L（t） ＞ 0となります。

イ：v_L（t） ＜ 0

・ωt = θ_m 以降については，電源電圧に対しLに蓄えられたエネルギー（電圧・電流）が大きくなり，エネルギーが放出されるため，vL（t） ＜ 0となります。

ウ：0

・ωt = π で電源電圧が0となりますが，Lに蓄えられたエネルギーがあり，ωt = π + βの位置で放電が完了し，Lのエネルギーが0となります。

エ：π + β

・出力電圧 v_d（t）の平均値 V_d は，導通している間の電源電圧 v（t） の平均値となるため， 0～π+β の区間で積分し，一周期である2πで除して計算できます。