次の文章は、単相半波ダイオード整流回路に関する記述である。
抵抗とリアクトルとを直列接続した負荷に電力を供給する単相半波ダイオード整流回路を図1に示す。スイッチSを開いて運転したときに、負荷力率に応じて負荷電圧 \(e_d\) の波形は図2の (ア) となり、負荷電流の波形は図2の (イ) となった。次にスイッチSを閉じ、環流ダイオードを接続して運転したときには、負荷電圧 \(e_d\) の波形は図2の (ウ) となり、負荷電流の流れる期間は、スイッチSを開いて運転したときよりも (エ) 。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(3)。単相半波整流で RL 負荷を駆動すると、還流回路の有無で負荷電圧と電流の導通区間が変わります。ダイオードがどの区間で導通するかを追って判断する問題です。
詳細解説
半波整流回路での導通区間と、還流の有無による波形の違いを整理する問題です。
スイッチ開（還流なし）では，負荷にリアクトルがあるため，電源電圧が負側に入ってもしばらく電流が続き，その間は整流ダイオードが導通して負荷電圧は電源電圧に追従する。したがって \(e_{\mathrm{d}}\) は負側も出る波形（波形1），\(i_{\mathrm{d}}\) は遅れて減衰する波形（波形5）になる。
スイッチ閉（還流ダイオードあり）では，電源が負側になると電流は還流側へ回り，負荷電圧はほぼ0にクランプされるので \(e_{\mathrm{d}}\) は波形2。さらに電流の通り道が確保される分，電流が流れる期間は長くなる。
以上より(3)。
