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令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 理論(電気技術者試験センター)問6

理論

直流回路に関する問題

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図1の直流回路において,端子a-c間に直流電圧100 Vを加えたところ,端子b-c間の電圧は10 Vであった。また,図2のように端子b-c間に15 Ωの抵抗を並列に追加したとき,端子b-c間の電圧は4 Vであった。今,図3のように端子b-c間を短絡したとき,電流Iの値[A]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

図1は直流電源100 Vを端子a-c間に加え、a-b間に抵抗R₁ Ω、b-c間に抵抗R₂ Ωを直列に接続し、b-c間の電圧が10 V。図2は図1のb-c間に15 Ωの抵抗を並列に追加し、b-c間の電圧が4 V。図3は図1のb-c間を短絡し、短絡線をbからcへ流れる電流がI A
答えと解説

✓ これが正解20.44

解説

R₁=225 Ω、R₂=25 Ωと求まり、短絡時の電流は約0.44 Aです。

直列の抵抗に加わる電圧は、抵抗の比で分かれます(分圧)。図1と図2の二つの条件からR₁とR₂を求め、図3の短絡時の電流を計算します。

図1ではb-c間が10 V、a-b間が90 Vなので、R₁:R₂=90:10、R₁=9R₂です。図2ではb-c間が4 V、a-b間が96 Vです。R₂と15 Ωの並列合成をRpとすると、R₁:Rp=96:4、R₁=24Rpです。9R₂=24RpよりRp=(3/8)R₂で、並列合成の式Rp=15R₂/(15+R₂)に入れると15/(15+R₂)=3/8、15+R₂=40となり、R₂=25 Ω、R₁=225 Ωです。

図3ではb-c間を短絡するので、R₂には電流が流れず、電流はR₁から短絡線を通ります。I=100/225≒0.444 Aで、0.44 Aです。

検算として図2に戻すと、Rp=15×25/40=9.375 Ω、b-c間の電圧は100×9.375/(225+9.375)≒4.0 Vで条件と合います。図1でも100×25/250=10 Vで合います。

二つの測定条件から二つの未知の抵抗を求める問は、分圧の比を連立させるのが近道です。

ほかの選択肢の解説

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出典:令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 理論 問6(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。

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