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家庭のコンセントに供給されている電気は交流で、交流は電圧、電流の向きが周期的に変化している。また、交流は変圧器を用いて電圧を変えることができる。

(問1)東日本で使われる交流の周波数は 50Hz 、西日本では 60Hz である。図1のように、周波数 60Hz 、100V のコンセント(最大電圧 約140V)に変圧器を接続して電圧を\(\large{\frac{1}{10}}\)に下げ、オシロスコープで波形を観測した。測定された電圧の波形として最も適当なものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。ただし、オシロスコープの縦軸の1目盛りは 5V 、横軸の1目盛りは 0.01s である。

図 1
      

#センター14本試

周波数 60Hz というのは、波が 1秒間に 60回振動するという意味です。0.1秒間なら 6回です。この値は変圧器を通しても変わりません。

家庭用コンセントの 100V というのは、交流の実効値の値が 100V という意味です。このときの振幅の最大値(最大電圧)はその \(\sqrt{2}\)倍の 約140V です。

振幅というのは、左図 b のような高さではなく、a のような高さのことです。

電圧を\(\large{\frac{1}{10}}\)に下げれば、この高さも\(\large{\frac{1}{10}}\)になります。約140V の最大電圧を\(\large{\frac{1}{10}}\)に下げれば、約14V になります。

0.1秒間に 6回振動して、振幅の高さが 14V くらいになっているグラフはです。