正解:(4)15.2A
■ 解説
まず、図1から抵抗 R2 の抵抗値を求めます。
オームの法則より、
R2 = 120V ÷ 4A
= 30Ω
となります。
また、図1では R1 と R2 が直列に接続されているため、R1 に流れる電流も4Aです。
したがって、電源電圧 V は、
V = 2Ω × 4A + 120V
= 128V
となります。
次に図2を考えます。
R2 = 30Ω、R3 = 6Ω は並列接続されています。
並列部分の合成抵抗は、
30Ω × 6Ω ÷(30Ω + 6Ω)
= 5Ω
となります。
したがって、回路全体の抵抗は、
2Ω + 5Ω
= 7Ω
です。
よって、回路全体に流れる電流は、
128V ÷ 7Ω
≒ 18.29A
となります。
次に、R2 と R3 の並列部分にかかる電圧を求めます。
18.29A × 5Ω
≒ 91.43V
したがって、R3 に流れる電流 I3 は、
I3 = 91.43V ÷ 6Ω
≒ 15.24A
となります。
選択肢の中では、
15.2A
が最も近いため、答えは(4)です。
■ まとめ
今回の問題では、
・図1から R2 の抵抗値を求める
・図1から電源電圧 V を求める
・図2の並列部分の合成抵抗を求める
・回路全体の電流を求める
・R3 に流れる電流 I3 を求める
という流れで計算しました。
数値が変更されても、基本的な考え方は変わりません。
過去問を解くときも、答えを覚えるだけではなく、どのような考え方で計算しているのかを意識してみましょう。
質問等ありましたらお気軽にコメントしてください!!