💡 ヒント:ダイオードを含む交流回路

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

ダイオードは一方向にだけ電流を通す素子です。順方向なら導線、逆方向なら絶縁体のようにふるまいます。

交流電源にダイオードをつなぐと、電流の波のうち片方(正または負)だけが抵抗を通ることになります。これを半波整流といい、直流の一歩手前の形になります。

✏️ 求めるもの

ダイオードを含む回路での電流の波形、抵抗で消費される平均電力、実効値など。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 流れる期間を確認:半周期だけダイオードがオン、残り半周期はオフ
  2. 平均電力を計算:\(P(t)\) を 1 周期で平均すると「\(\sin^2\) の半周期積分 / 全周期」なので、通常の実効値計算の半分
  3. 実効値を求めるなら:電流の半波整流実効値は最大値の \(1/2\)(全波なら \(1/\sqrt 2\))
注意

半波整流では「電流が流れる時間」が半分になるので、平均電力も通常の半分になる。素直に \(I_e = I_0/\sqrt 2\) を使わないこと(全波前提の式)。