電験三種 平成25年度(2013) 機械 問9 過去問解説
次の文章は，下図に示すような平滑コンデンサをもつ単相ダイオードブリッジ整流回路に関する記述である。
図の回路において，平滑コンデンサの電流 $i_{\mathrm{C}}$ は，交流電流 $i_{\mathrm{s}}$ を整流した電流と負荷に供給する電流 $i_{\mathrm{d}}$ との差となり，電圧 $v_{\mathrm{d}}$ は（ア）波形となる。この平滑コンデンサをもつ整流回路は，負荷側からみると直流の（イ）として動作する。
交流電源は，負荷インピーダンスに比べ電源インピーダンスが非常に小さいことが一般的であるので，通常の用途では交流の（ウ）として扱われる。この回路の交流電流 $i_{\mathrm{s}}$ は，正負の（エ）波形となる。これに対して，図には示していないが，リアクトルを交流電源と整流回路との間に挿入するなどして，波形を改善することが多い。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（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。
- (1) （ア）脈動する，（イ）電圧源，（ウ）電圧源，（エ）パルス状の
- (2) （ア）正負に反転する，（イ）電流源，（ウ）電圧源，（エ）パルス状の
- (3) （ア）脈動する，（イ）電圧源，（ウ）電圧源，（エ）ほぼ方形波の
- (4) （ア）正負に反転する，（イ）電圧源，（ウ）電流源，（エ）パルス状の
- (5) （ア）正負に反転する，（イ）電流源，（ウ）電流源，（エ）ほぼ方形波の
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正解は(1)
解説
【考え方】平滑コンデンサ（電圧をならすコンデンサ）は、電源電圧が高いときに充電し、低いときに放電します。これで波形を考えます。
ポイント：コンデンサの電流 ＝ 整流した電流 − 負荷の電流です。
■1 出力の電圧 (ア)
電源電圧が高いときに充電し、低いときに放電します。
だから $v_{\mathrm{d}}$ は、少し上下する波形です。マイナスにはなりません。→ (ア) 脈動する
■2 負荷から見た働き (イ)
負荷から見ると、ほぼ一定の電圧を出すので、電圧源として動きます。→ (イ) 電圧源
■3 交流電源の扱い (ウ)
交流電源は内部インピーダンスがとても小さいので、電圧源として扱います。→ (ウ) 電圧源
■4 交流電流の波形 (エ)
電源電圧がコンデンサの電圧より高くなる、山の頂上のまわりの短い時間だけ電流が流れます。
だから $i_{\mathrm{s}}$ は、正と負の短いとがった波形です。→ (エ) パルス状の
「ほぼ方形波」は、直流側に大きなリアクトルがあるときの波形です。
答えは(1)ピヨ。
出典：平成25年度（2013） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問9