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過渡現象時の電圧について
LTSpiceの画像を添付します。 （赤の線、文字は後から書き込んだものです） コンデンサと抵抗を直列にして1秒周期の矩形波を流しました。 0.55秒近辺のVbの電圧が約-0.4Vになっています。どうしてマイナスになるのでしょうか。 いくら考えても納得のいく説明が見つかりません。 よろしくお願いいたします。
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No.1です。 すみません。夜中でぼーっとしていたため、あちこち間違いに気づきましたので、以下全文書き直させていただきます。 不明な点があればご指摘ください。 ↓以下書き直し。 その矩形波の発生源は、マイナスにはならずに０VとプラスVを繰り返しているのですね？ 画像が良く見えませんので条件を勝手に設定させてください。 例えばその電源が０V→１V→０V→１V・・・・・を周期的に繰り返す矩形波だとします。 電源が１Vになると、コンデンサは少し時間をかけて充電され、コンデンサのVaの電極は１V、Vb側の電極は０Vに充電されます。 抵抗の先にグランドがつながっていますよね？ 次に電源が０Vに変わるとどうでしょう。 コンデンサの左側の電極はいやでも瞬間的に０Vになります。（抵抗なしで電源につながっているため） しかし、コンデンサはまだ充電されたままで電極同士の電位差を保ったままですから、Vb側の電極は０Vより電位が低くないとつじつまが合いませんね。つまり、コンデンサのVb側はマイナスになり、グランド（０V）から抵抗を通じてマイナスになった電極に向けて電流がながれ、やがてVa、Vb側の両極が等電位となるのです。
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- 178-tall
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>コンデンサと抵抗を直列にして1秒周期の矩形波を流しました。 >0.55秒近辺のVbの電圧が約-0.4Vになっています。どうしてマイナスになるのでしょうか。 「1 秒周期の矩形波」は、直流成分と 1 秒周期の正弦波およびその高調波を含んでいます。 それを C1 - R1 で直列分圧すると、R1 へ流れる電流には直流成分が無くなり、正弦波 (とその高調波) だけになるだろう。 当然ながら、電圧もマイナス側へ振れることになるだろう。
お礼
ご回答、ありがとうございます。 知識不足と考え不足でおっしゃっていることがすんなりと頭に入りませんが、これからじっくりと考えてみます。 ありがとうございました。
その矩形波の発生源は、マイナスにはならずに０VとプラスVを繰り返しているのですね？ 画像が良く見えませんので条件を勝手に設定させてください。 例えばその電源が０V→１V→０V→１V・・・・・を周期的に繰り返す矩形波だとします。 電源が１Vになると、コンデンサは充電され、コンデンサの右側の電極は１V、左側の電極は０Vに充電されます。 抵抗の先にグランドがつながっていますよね？ 次に電源が０Vに変わるとどうでしょう。 コンデンサの左側の電極はいやでも０Vになります。しかし、コンデンサまだ充電されたままで電極同士の電位差を保ったままですから、右側の電極は０Vより電位が低くないとつじつまが合いませんね。つまり、コンデンサの右側はマイナスになり、っグランドの０Vから抵抗を通じてマイナスになった電極に向けて電流がながれ、やがて両極が等電位となるのです。
お礼
早速のご回答、ありがとうございます。 なるほどです！ 確かにコンデンサに充電されて生じた電位差を考えれば、その分だけVaよりVbが低いのは当然ですね。 ありがとうございました。