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電気系の問題が分かりません。

電気系の問題が分かりません。図1の回路ではダイオードは理想ダイオードと考えろとのことだったので直流電圧源Eの値によりダイオードが開放および短絡の動作をするのは分かります。因みにR1、R2は4kΩで出力端子a-bには電流を流さないものとします。ダイオードが導通するのは図から見てE>5の時だと思いますが、Eが5より上だった時の等価回路およびEが5以下の時の等価回路が分かりません。またEが5より上および5以下の時の出力電圧VoをEの関数として求めるのですが考えてもさっぱりで分かりません。どなたか教えてください。お願いします。できれば等価回路は図があればありがたいです。

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  • 物理学
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  • 回答No.3

テブナンの定理を勉強して等価回路を作ってください。 ご存知のとおり、Eが5Vを超えるかどうかでダイオードの特性が2つの状態に変化しますから、2つの場合に分けて検討します。 まずテブナンノ定理から。 端子を開放したときに端子の両端に発生する電源Vと端子から回路を見たときのインピーダンスをZとすると、その端子間の回路はVとZの直列回路に等価できる。 端子から見たインピーダンスは電源(電圧源)を短絡して考えるてください。 これを利用すると、 この場合、ダイオードの挙動により2つの場合ができますので ○E≦5Vの場合  ダイオードが解放と考えますので、5Vの電源とダイオードを外して考えます。  開放電圧Vは   V=E  インピーダンスは   Z=R1+R2    従って E、R1+R2が直列接続された回路  回答は電源EとR1+R2の値を持った抵抗の直列回路(図示は簡単だと思います) ○E>5Vの場合  ダイオードは短絡となりますので、ダイオードを短絡させて考えます。  開放電圧Vは  V=5V  インピーダンスZはEおよびVを短絡して考えると  R1の両端が短絡されますので  Z=R2  従って、5V電源とR2の直列回路となります。 蛇足ですが、電流源とアドミタンスで考えたのが「ノルトンの法則」です。 それも勉強されたら応用範囲が広がります。

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  • 回答No.2

a, b に電流は流さないのだから R2 は無視できます。 すると、閉回路に電源2個とダイオードと抵抗があるだけです。 E <= Ev(=5)ならダイオードは遮断してしまうので、 回路には電流が流れず、R1に電圧降下がないので E の電圧がそのまま a, b に出力されます。 E >= Ev(=5) ならダイオードは短絡するので、 Ev(=5)がそのまま a, b に出力されます。 E と Ev の電圧差は R1 の電圧降下が受け持ちます。

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  • 回答No.1
  • xitian
  • ベストアンサー率32% (1018/3086)

「ダイオードが導通するのは図から見てE>5の時だと思います」と言っておられるのですから、E>5の等価回路はダイオード導通、つまりダイオードではなく配線で接続した事と同じです。またE<=5では導通しないのですから等価回路はダイオードが無い(配線も無い)のと同じです。前者では出力は5V。出力電流は流さないので右の抵抗は電圧降下を生じません。後者では出力はE。出力電流を流さないので2個の抵抗は電圧降下を生じません。

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