平成21年度第二種電気工事士筆記試験(電気技術者試験センター)問1
電気に関する基礎理論
電圧に関する問題
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- イ10
- ロ20
- ハ30
- ニ40
答えと解説
✓ これが正解ロ20
解説
a-b間の電圧は20 Vです。
この回路は、2個の電池の接続点を接地した直流回路です。a は電池の接続点(中点)につながっているので、a の電位(基準からの電圧の高さ)は 0 V とみなせます。電池の列の上端は +100 V、下端は -100 V の高さにあります。
20 Ω と 30 Ω の抵抗は直列で、その両端には 100+100=200 V がかかります。合成抵抗は 20+30=50 Ω なので、流れる電流は 200÷50=4 A です。上端から 20 Ω の抵抗を通ると 20×4=80 V 下がるので、b の電位は 100-80=20 V です。下端側から見ても、-100+30×4=20 V となり、同じ値になります。
したがって a-b 間の電圧は、a の 0 V と b の 20 V の差で、20 V です。a と b の間は開いていて電流は流れないので、電池と抵抗の回路には影響しません。
覚え方は、先に電流を求め、各抵抗の電圧降下から点の電位を出して、2点の電位の差をとる、です。
ほかの選択肢の解説
- イ10:10 V であるためには、b の電位が 10 V の高さでなければなりません。直列回路には 4 A が流れ、上端の 100 V から 80 V 下がった位置が b なので、b の高さは 20 V と決まり、10 V にはなりません。
- ハ30:30 V となる式は、この回路の数値からは導けません。電流が 4 A に決まれば、20 Ω と 30 Ω の電圧降下は 80 V と 120 V に定まるので、b の電位は 20 V の1通りだけです。
- ニ40:40 V になる計算も、この回路からは導けません。a の電位は電池の中点で 0 V、b の電位は 20 V と1つに決まるので、2点の差は 20 V であり、これを倍にする理由は見当たりません。
出典:平成21年度第二種電気工事士筆記試験 問1(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(図・写真を問題冊子から切り出して画像で掲載・配線図の前書きを各問に複写・分数を1行に書き直し)。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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