1級電気工事施工管理技士 (第一次検定) 電気工学等 (電気理論・電気機器・電力) 練習問題 第8問: ブリッジ形の単相全波整流回路に実効値 100 V の正弦波交流電圧を加え、抵抗負荷に電流を流す。負荷の両端の電圧 (直流出力電圧) の平均値として、最も近いもの

「約 90 V」が最も近い値です。正弦波の実効値 V と最大値 Vm の関係は Vm = √2 V です。

全波整流では負の半周期も正の向きに折り返されるので、出力電圧の平均値は Vd = 2Vm/π = (2√2/π) V ≈ 0.90 V となります。V = 100 V を代入すると、Vd = 0.9003 × 100 ≈ 90 V です。

「約 45 V」は、半周期だけを通す半波整流の平均値 (√2/π) V ≈ 0.45 V で、全波の半分になります。「約 141 V」は、交流の最大値 √2 × 100 ≈ 141 V で、大きな平滑コンデンサを付けて負荷が軽いときに近づく値です。

この問題では平滑用のコンデンサを接続しないので当てはまりません。「約 100 V」は、入力の実効値をそのまま答えた値です。

全波整流した波形の実効値は入力と同じ 100 V ですが、直流の電圧計が示す平均値は 90 V で、両者は一致しません。整流の平均値は「半波 0.45 倍・全波 0.9 倍」と覚えましょう。