微分回路

質問

微分回路に周期的な方形波を入力すると出力波形がでますよね、これの平均値は０になると思うのですが、これはなにか物理的な意味は含まれているのでしょうか？

回答No.3

Teleskope · ベストアンサー

>>　物理的な意味 <<

　電気的ではなく物理的なですか。
キャパシタの中で起きてるのは 静電誘導という物理現象です。　 波形 B でごらんの通り　キャパシタ自身には時間微分なんて機能はありません、抵抗単独にもありません、キャパシタと抵抗を組み合わせてはじめて生じる機能です。　その原因は

　　電荷と電流が 微分積分の関係になってる

からです。
キャパシタは；　電荷の方が電圧として観測される。
電気抵抗は；　電流の方が電圧として観測される。
ゆえに キャパシタと抵抗を組み合わせると、電荷と電流の微分積分関係が 同時に見えます。微分回路をひっくり返すと積分回路ですよね、C と R どっちを見るのかだけ。
　あまり小むずかしく言っても切りがないので、この辺で。

　余談；
一見、抵抗よりキャパシタの方が理論的に難しいと思ってませんか？　抵抗はただオームの法則で電圧を割り算するだけじゃないか、と‥　　でも実は、電荷の「流れだけ」を電圧に変えて見せてくれる物理現象は 電子の性質がもろに出てる現象なので ある程度量子力学を使わないと お茶をにごした説明 しかできないです。　それに比べたらキャパシタの方は マクスウエル電磁気学が一応 現象の説明になってます。電荷って何？を除いてですが。

回答No.5

Teleskope

No3です。図のURLが削除されてしまったようです、意味不明なら補足説明をしますので。

回答No.4

noname#60878

物理的とのことですが、
現実の回路のことでなく理論的ということでは・・・
完全な方形波の微分は　＋無限大　と　－無限大　で、
これの平均値ですね。おそらく ０ になるでしょうが、数学的には、無限大の絶対値には意味がありませんから解としては不定となります。

現実には、波形は方形ではなく少し傾斜が付いた台形になるでしょう。(以下は微分回路は理想回路であるとして説明します)台形の部分の傾斜が微分値になり、その傾斜が続く時間軸方向の長さが微分値の続く幅になります。つまり、方形波の立ち上がり時間の間は正の値が、方形波の立ち下がりり時間の間は負の値が得られます。これの平均を求める。時間軸方向の平均という言葉には、積分の概念が含まれます。平均＝（値×時間）÷時間　で、値×時間ということは、その時間のあいだの積分です。微分して積分すると・・・・

現実の微分回路では、微分回路自体の立ち上がり、立ち下がりとか、平均値を求める回路（つまり積分回路）の問題とか・・・・　なかなか０にはなりません。

回答No.2

fjnobu

微分回路の後側の抵抗が、何処に接続されているかによります。
０電位に接続されていれば、０になります。
もし、１０Vに接続されていれば、１０Vになります。

回答No.1

mtld

微分回路はコンデンサ結合ですから直流がカットされております

ですので入力信号に直流が重畳されてあっても出力の平均値は常に０になるのです

重畳された直流が変動しますと一時平均値０からずれますが徐々に平均値０に収束するのです