令和7年度第三種電気主任技術者下期試験　理論科目 問140 解説 問14 問 14

整流形電圧計の指示値は、入力された波形の平均値に正弦波の実効値と平均値の比である波形率1.11を乗じることで算出され、この問題では平均値4Vに1.11を乗じた4.44Vが指示値となります。

整流形電圧計の測定原理

整流形電圧計は、内部の整流回路で交流波形を直流に変換し、可動コイル形計器でその平均値を読み取る構造をしています。この計器の最大の特徴は、目盛が正弦波交流の実効値に合わせて振られている点です。

正弦波交流の実効値 $V_{\text{rms}}$ と平均値 $V_{\text{av}}$ の間には、以下の関係が成り立ちます。 $V_{\text{rms}} = \frac{\pi}{2\sqrt{2}} V_{\text{av}} \approx 1.11 V_{\text{av}}$ この $1.11$ という係数を波形率と呼びます。整流形電圧計は、入力された波形がどのような形であっても、その「平均値」を測定し、それに正弦波の定数である $1.11$ を掛け合わせて表示します。そのため、正弦波以外の波形を入力した場合には、本来の実効値とは異なる値（指示値）が表示されることになります。

指示値の算出手順

波形図の情報を整理し、以下の手順で計算を行います。

1. 入力波形の平均値を求める 波形は周期20msの間で、0msから10msまでが8V、10msから20msまでが0Vとなっています。平均値 $V_{\text{av}}$ は面積を周期で割ることで求められます。 $V_{\text{av}} = \frac{8 \times 10 + 0 \times 10}{20} = \frac{80}{20} = 4 \text{ [V]}$

2. 整流形電圧計の指示値を計算する 整流形電圧計の指示値は、求めた平均値に正弦波の波形率1.11を乗じて決定します。 指示値 $= 4 \times 1.11 = 4.44 \text{ [V]}$

波形図における電圧の高さと持続時間の比率に目を向けると、平均値が算出され、そこから計器固有の換算過程へとつながる様子が見えてきます。

参考リンク

• 整流形計器の仕組みと指示値の計算方法（電気主任技術者試験対策）
• 電子工作における交流電圧の測定と波形率の活用
• 交流の平均値と実効値の定義（日本工業規格 JIS C 1102-1）