方形波で対称性を変えたときの影響

質問

学校の実験で、ファンクションジェネレーターに５０Ωの抵抗をつなぎ、方形波を発生させ抵抗にかかる交流電圧と直流電圧を（デジタルマルチメーターで）デューティー比を変えながら測定するという実験を行ったのですが、デューティー比を変えると交流電圧と直流電圧が変わってしまう理由がよくわかりません。。。わかるかたがいたらお願いします。

回答No.1

silverbear · ベストアンサー

直流成分とは、測定している電圧の平均値　と言えます。

デューティーを変えて、例えばHIの時間を多くしたとします。すると当然LOの時間が短くなるわけで、その時の平均はHI側に偏ります。
それが直流電圧として測定されます。
グラフを書いてみて、高い所を切って低いところに貼ると言う事をやり、平らになったところが直流成分となると思います。
家庭用電源のAC１００Vは実は最大値が１４１Vで、実効値が１００Vという事と同じです。ただし、この計算の場合は+側だけを見ているのでこんな計算になりますが。

交流成分についてですが、正弦波以外の三角波や方形波
も実は正弦波の集まりなんです。
例）http://dspex.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/Gikan-Kenshu-2000/4-2-spectrum.html
で、デューティーが変化すると、当然合わせる正弦波の周波数も最大値も変わってきます。
周波数は大して影響が無いかもしれませんが、合わせる正弦波の最大値が変わると交流成分の電圧が変わります。（微妙に自信がないですが。）

おそらく理由はそんなところでしょう。
しかし、もし実験結果から求めるのだとしたら交流分については求められませんよね。
別の方の回答に期待。

お礼

ありがとうございます！　とても参考になりました！

回答No.2

mii-japan

実験の目的は何ですか

目的によっては、使用した測定器が不適切です

それとも、質問のような状況がなぜどのようにして起こるのかを考察しなさい　と言うことでしょうか

質問者の他の質問も同じようですが、実験に対して適切ではない測定器を使用しているように感じます

このような場合、オシロスコープで観察・測定する方がよろしいように思います

繰り返します　実験の目的は何ですか（どのような授業での実験ですか、教科書のどのようなことに関しての実験ですか)