2021年10月10日

高校物理「電気」ダイオードを含む回路@

高校物理「電気」ダイオードを含む回路@

内部抵抗の無視できる電源E,抵抗R,ダイオードD1を直列に接続した回路を作る。D1の前後に導線をつなぎ、D1と同じ特性を持つダイオードD2をD1と並列になるように接続する。
電源の起電力は5.0[V]、抵抗Rの抵抗値は500[Ω]、ダイオードD1にかかる電圧をVd[V]、流れる電流をId[A]とする。

(1) 抵抗Rを流れる電流と電圧を、Id,Vdを用いて表せ。


解答解説はこのページ下


共通テスト・センター過去問




まず、電流について考えてみます。

D1とD2は並列に接続され、D1とD2は同じ特性を持つので、「抵抗値の等しい抵抗を並列に接続した」のと同じです。

抵抗値の等しい抵抗を並列につなげば、両方に同じだけの電流が流れるので、D1とD2にはどちらもId[A]の電流が流れます。

これらが合流して電源や抵抗に流れるので、抵抗Rを流れる電流は2倍の、2Id[A]です。


次に電圧について考えてみます。

電源で上昇した電位が、回路内の各抵抗を通過するたびに電位降下し、電源に戻るまでにゼロになる。という性質があるので、

抵抗とダイオードを直列につないでいるなら、抵抗とダイオードでの電位降下の和が電源の起電力に等しいと推定できるはずです。

電源の起電力は5.0[V]、ダイオードにかかる電圧はVd[V]で、抵抗Rにかかる電圧をVrとすると、

Vd+Vr=5.0
  Vr=5.0−Vd

このようになります。

ちなみに、ダイオードD1,D2は並列接続だからどちらにも同じ電圧がかかるので、電圧の計算式では特に気にしなくても問題ありません。


次の問題→VdとIdの関係式


◆関連項目
電気・磁気まとめ


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posted by えま at 17:00| Comment(0) | 高校物理 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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