平成29年度下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43
- ロ57
- ハ60
- ニ80
答えと解説
✓ これが正解ニ80
解説
抵抗8 Ωの電圧は80 Vです。
抵抗とコイルが直列に並ぶ交流回路です。コイルの6 Ωはリアクタンス(コイルが交流の流れを妨げる大きさ)で、抵抗8 Ωとは単純な足し算ではなく、直角三角形の2辺の関係で合成します。回路全体の妨げる大きさであるインピーダンスは Z=√(8²+6²)=√100=10 Ω です。
電流は I=100÷10=10 A となり、抵抗8 Ωの両端の電圧は V=I×R=10×8=80 V です。コイルの両端は 10×6=60 V で、80 Vと60 Vを足しても100 Vになりませんが、2乗して足すと 80²+60²=100² と電源電圧に一致します。抵抗とコイルの電圧は波の山の位置(位相)が90度ずれているので、三平方の定理の形で合うのです。
覚え方は、8・6・10 の直角三角形です。電流を求めたら、知りたい部分の抵抗値を掛けます。
ほかの選択肢の解説
- イ43:43 Vは、8 Ωと6 Ωを単純に足した14 Ωで電流を100÷14≒7.14 Aとし、それに6 Ωを掛けた値と一致します。しかし位相がずれた量は足し算で合成できず、しかもこれはコイルの側の電圧です。
- ロ57:57 Vは、14 Ωの足し算で求めた電流7.14 Aに8 Ωを掛けた値と一致します。抵抗とコイルのように位相が90度違う量は、足し算ではなく2乗和の平方根で合わせるため、この方法は成り立ちません。
- ハ60:60 Vは、電流10 Aにコイルの6 Ωを掛けた、コイルの両端の電圧にあたります。設問が求めているのは抵抗8 Ωの両端の電圧なので、掛ける抵抗値が違い、別の部品の電圧を答えたことになります。
出典:平成29年度下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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![100 Vの交流電源に,8 Ωの抵抗と6 Ωのコイルを直列に接続した回路。8 Ωの抵抗の両端の電圧をV[V]とする](/denko2/fig/2017h29s-q002-1.png)