9章:CR回路

    作成2014.01.09
     コンデンサを使用した回路として、CR回路があります。

  1. CR回路
     評価したOR回路を図9-1に示します。図9-1において、SWは トグルスイッチで5.2Vと0Vの切替を行います。LED1と2は赤の発光ダイオードです。


     図9-1において、SWを5.2Vに切り替えた瞬間のみLED1が点灯し、SWを0Vに切り替えた瞬間のみLED2が点灯します。


  2. CR回路の電圧変化評価結果
     図9-1のCR回路の電圧変化評価した結果を図9-2に示します。

    (1)図9-2において、CH3はトグルスイッチ部での電圧変化です。これから
    ・トグルスイッチで電圧を切り替える際、不安定状態をへて電圧が切り替わる。
    (2)CH2は抵抗の電圧とコンデンサの電圧の和となります。これから
    ・抵抗とコンデンサにかかる電圧は1.62Vから3.59Vの間で変化する。
    ・電源電圧の変化より変化幅は小さくなるのは、LEDの障壁電圧の影響と考えられる。
    ・この場合の障壁電圧が1.62Vとするならば最高電圧はVmax=5.2-1.62=3.58Vとなる。


  3. CR回路の電流変化
     図9-1のCR回路に流れる電流Iは下記式で計算できます。


    (9.1)式の計算結果をグラフにすると以下のようになります。

     図9-3からわかるように、電流の絶対値は電源電圧が変化した瞬間だけ大きく、時間が経過すると急激に小さくなります。LEDの発光量は、 電流に比例するので電源電圧が変化した瞬間だけ発光することになります。


  4. 結果の検討
    (1)トグルスイッチは電圧を切り替える際、不安定状態をへて電圧が切り替わる。
    (2)抵抗とコンデンサにかかる電圧変化はLEDの障壁電圧×2だけ変化幅が小さくなる。
    (3)5.2Vに切り替えた場合と0Vに切り替えた場合の電流方向は逆になる。
    (4)LEDは電源電圧が変化した瞬間だけ発光する









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