交流電源に抵抗とダイオードを接続した回路の問題です。

回路の電位差がどのように変化するかを考えましょう。点Bが基準の0[V]です。点Aの電位はV_A、点Cの電位V_Cとします。

このとき、点Aの電位V_Aの変化を表したのが図2のグラフです。

振幅V₀のsin曲線となっていますね。もしダイオードがなかったら、点Cの電位V_Cも、このグラフと同じ電位になっているはずです。

では、ダイオードがあることにより、点Cの電位V_Cはどのように変化するのでしょうか？V_Aが プラス の場合、つまり 逆方向に電圧がかかる場合 と、V_Aが マイナス の場合、つまり 順方向に電圧がかかる場合 に分けて考えていきます。

まず、V_Aがプラスのとき、電流はAからCに向かって流れようとします。ところが、ダイオードの記号を見ると、矢印の向きが逆です。 逆方向 はスイッチがオフの状態と考えられ、電流が流れません。したがって、 V_Aがプラスのとき、V_C=0 となります。

次に、V_Aがマイナスのとき、電流はCからAに向かって流れようとします。ダイオードの記号の矢印と同じ向きですね。 順方向 はスイッチがオンの状態と考えられ、ダイオードは単なる導線とみなすことができます。つまり、 点Aの電位と点Cの電位と同じ になります。

したがって、選択肢として正しいものは、 V_AがプラスのときはV_C=0、V_AがマイナスのときはV_Aと同じグラフの形になる ものです。 答えは② となりますね。

一見難しそうな問題ですが、ダイオードが順方向であれば導線として電流が流れ、逆方向であれば電流が流れないということをしっかりと押さえておけば容易に解くことができますね。