平成28年度上期第二種電気工事士筆記試験(電気技術者試験センター)問2
電気に関する基礎理論
交流回路に関する問題
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- イ86
- ロ114
- ハ120
- ニ160
答えと解説
✓ これが正解ハ120
解説
抵抗とコイルの直列でZ=20Ω、I=10Aなので抵抗の電圧は120Vです。
抵抗とコイルが直列の交流回路では、電圧を単純に分け合うのではなく、全体の抵抗にあたるインピーダンス(抵抗とコイルの働きを合わせた値)を使います。コイルの働きを表す値は誘導リアクタンスで、図では16Ωです。
インピーダンスは Z=√(12²+16²)=√(144+256)=√400=20Ω です。回路に流れる電流は I=200÷20=10A、抵抗12Ωの両端の電圧は V=12×10=120V になります。
12と16を単純に足した28Ωで考えると、抵抗の電圧が電源の何割かを見誤ります。抵抗とコイルでは電圧の位相(波の山がくる時刻)がずれるので、足し算はできません。直角三角形で斜辺が20、辺が12と16の組になることを覚えておけば、電流10Aがすぐ出ます。
ほかの選択肢の解説
- イ86:86Vは200×12÷(12+16)=85.7Vに当たり、12Ωと16Ωを単純に足して分圧した値です。位相のずれる抵抗とコイルでは、この足し算の分圧は使えません。
- ロ114:114Vは200×16÷(12+16)=114.3Vに当たり、16Ωと12Ωを足して分けた値です。単純な足し算は成り立たず、しかも抵抗ではなくコイル側の割合を使っています。
- ニ160:160Vは、電流10Aに16Ωをかけたコイルの両端の電圧です。問われているのは抵抗12Ωの両端なので、10×12=120Vとする必要があります。
出典:平成28年度上期第二種電気工事士筆記試験 問2(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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![200 Vの交流電源に,12 Ωの抵抗と16 Ωのコイルの記号が直列に接続されている。抵抗の両端の電圧をV[V]とする矢印がある](/denko2/fig/2016h28k-q002-1.png)