2021年度 機械 問16(a)

次の文章は、単相半波ダイオード整流回路に関する記述である。

以下の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを(1)～(5)のうちから一つ選べ。
図1の電源電圧 $v(t) > 0$ の期間においてダイオードDは順方向バイアスとなり導通する。$v(t) \ge v_R(t)$ が等しくなる電源電圧 $v(t)$ の位相を $\omega t = \theta_m$ とすると、出力電流 $i_d(t)$ が増加する電源電圧の位相 $\omega t$ が $0 < \omega t < \theta_m$ の期間においては(ア), $\omega t = \theta_m$ 以降については(イ)となる。出力電流 $i_d(t)$ は電源電圧 $v(t)$ が負となっても $v(t)=0$ の点よりも $\omega t = \beta$ に相当する時間だけ長く流れ続ける。すなわち、Lの磁気エネルギーが (ウ) となる $\omega t = \pi+\beta$ で出力電流 $i_d(t)$ が0となる。出力電圧 $v_d(t)$ の平均値 $V_d$ は電源電圧 $v(t)$ を 0～(エ) の区間で積分して一周期である $2\pi$ で除して計算でき、このとき L の電圧 $v_L(t)$ を同区間で積分すれば0となるので、$V_d$ は抵抗Rの電圧 $v_R(t)$ の平均値 $V_R$ に等しくなる。