第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和5年度(2023年)下期
問59 (機械 問16(a))
問題文
また、図2には、図1の回路に示すダイオードDの電圧vDと負荷の電流iRの波形を示す。次の問に答えよ。
降圧チョッパの回路動作に関し、図3~図5に、実線で示した回路に流れる電流のループと方向を示した三つの電流経路を考える。
図2の時刻t1及び時刻t2において、それぞれどの電流経路となるか。
正しい組合せを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和5年度(2023年)下期 問59(機械 問16(a)) (訂正依頼・報告はこちら)
また、図2には、図1の回路に示すダイオードDの電圧vDと負荷の電流iRの波形を示す。次の問に答えよ。
降圧チョッパの回路動作に関し、図3~図5に、実線で示した回路に流れる電流のループと方向を示した三つの電流経路を考える。
図2の時刻t1及び時刻t2において、それぞれどの電流経路となるか。
正しい組合せを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

- 時刻t1:電流経路(A) 時刻t2:電流経路(B)
- 時刻t1:電流経路(A) 時刻t2:電流経路(C)
- 時刻t1:電流経路(B) 時刻t2:電流経路(A)
- 時刻t1:電流経路(B) 時刻t2:電流経路(C)
- 時刻t1:電流経路(C) 時刻t2:電流経路(B)
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この過去問の解説 (2件)
01
この問題は、降圧チョッパの原理に関する問題です。
◆スイッチSがONの時=時刻t1
電流は、電源EからスイッチSを通ってリアクトルLに流れていきます。
この流れ方を表しているのは、図3です。
◆スイッチSがOFFの時=時刻t2
電流は、リアクトルLに蓄えられたエネルギーを放出し、ダイオードDを通って流れていきます。
この流れ方を表しているのは、図4です。
従って、
時刻t1が電流経路(A)、時刻t2が電流経路(B)となります。
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02
降圧チョッパーは半導体スイッチのオン・オフによって平均出力電圧V[V]を電源電圧E[V]より下げることができる回路となります。
この問題ではオンとオフの時の電流経路を解答する問題となり、図2より時刻t1はオンであり時刻t2はオフとなります。
まず時刻t1の電圧はE[V]となっています。なので電源電圧+E[V]が流れている回路を選べば良いのですが、結論から言うと図3電流経路(A)が該当します。半導体スイッチがオンになると電流はリアクトルを介して抵抗Rに流れ、オームの法則により電圧が発生します。リアクトルは直流電圧源では導通状態となっているのでこのような現象となります。
次に時刻t2を考えていきます。時刻t1の定常状態からオフとなることで電圧が0[V]となりますが、電源Eと並列に設置されているダイオードDに電流が流れていき、リアクトルを介して抵抗Rに流れます。なので電流IR[A]は電圧が0[V]であっても流れている状態です。よって適切な経路は図4の電流経路(B)となります。
こちらが適切な解答となります。
理論の過度現象と合わせて勉強していくと分かりやすいです。
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