【電験三種・理論】直流回路の数値変更問題を解いてみよう!

【電験三種・理論】直流回路の数値変更問題を解いてみよう!

ここ数年、電験3種では過去問と同じ問題や数値が変更された問題が出題される傾向にあります。

そこで今回は、過去問を参考にして数値を変更した問題を作成してみました。

過去問と同じような考え方で解けるので、ぜひ挑戦してみてください!

■ 問題

図1のように、2つの抵抗 R1、R2 と直流電源からなる回路がある。

図1において、抵抗 R2 の両端の電圧が120V、流れる電流 I2 が4Aである。

このとき、図2の回路において抵抗 R3 に流れる電流 I3 の値として、最も適切なものを次の(1)~(5)から選べ。

■ 解答

解答・解説を見る
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!!

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