この記事では電気回路のブリッジ回路について、演習問題の解説をします。
直流回路で、ブリッジに電源があるものを取り扱います。
本記事で対象とするブリッジ回路
本記事で対象とするブリッジ回路は、ブリッジに電源がある回路です。
具体的には、下図のようにブリッジ部(ab間)に抵抗ではなく電流源などが置かれている回路です。
下図のようにブリッジに電圧源が置かれているものもありますが、回路の素子の配置を整理すると上図と同じになります。
そのため、解き方も同じになります。
ブリッジと外付けの電源ともに電圧源または電流源のパターンも考えられますが、試験問題で出される回路は片方が電圧源、もう片方が電流源になっています。
もし両方とも電圧源or電流源の出題されたとしても、基本的な解き方は片方電圧源、もう片方電流源の問題と同じですので、慌てずに解きましょう。
またブリッジ回路全般については以下の記事も参照して下さい。
ブリッジに電源があるブリッジ回路の計算方法
ブリッジに電源があるブリッジ回路の計算方法には以下があります。
- キルヒホッフの法則を用いる
- 重ね合わせの理を用いる
計算量に大きな差はないと思いますが、平衡条件が成り立つ場合、重ね合わせの理を用いた方が多少楽になります。
問題のパターン
試験問題などで出される場合、以下のパターンが考えられます。
- 回路全体の電流を求める
演習問題1のパターンです。 - 回路全体の消費電力を求める
演習問題2のパターンです。 - ブリッジ部の電圧を求める
演習問題3のパターンです。
演習問題1
キルヒホッフの法則を用いて解くと以下の通りとなります。
また、重ね合わせの理を用いて解くこともできます。
この場合、電源を電流源のみとした場合にブリッジ回路の平衡条件を利用できます。
演習問題2
先ほどの演習問題とよく似ており、違うのは電流ではなく電力を求めます。
電流が必要になるのは同じなので、途中まで解法は同じです。
演習問題3
キルヒホッフの法則を用いて解くと以下の通りとなります。
また、重ね合わせの理を用いて解くこともできます。
その他
電気回路全般については以下をご覧下さい。
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