2019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4
電気に関する基礎理論
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図のような交流回路において,抵抗8 Ωの両端の電圧V[V]は。
〔注〕本問題の計算で√2,√3 及び円周率πを使用する場合の数値は次によること。√2=1.41,√3=1.73,π=3.14
なお,選択肢が数値の場合は最も近い値を選びなさい。
![100 Vの交流電源に,8 Ωの抵抗と6 Ωのリアクタンス(コイルの記号)が直列に接続された回路。8 Ωの抵抗の両端の電圧をV[V]とする矢印がある](/denko2/fig/2019r01k-q004-1.png)
- イ43
- ロ57
- ハ60
- ニ80
答えと解説
✓ これが正解ニ80
解説
電流は10 Aで、抵抗8 Ωの電圧は8×10=80 Vです。
抵抗とコイルが直列の交流回路では、電流は共通で、電圧は単純には足せません。まず回路全体の流れにくさを表すインピーダンス(抵抗とリアクタンスを合わせた値)を求めます。抵抗8 Ωとリアクタンス6 Ωは直角三角形の関係で合成され、√(8²+6²)=√100=10 Ω です。
電流は、電源電圧÷インピーダンス=100÷10=10 A です。抵抗8 Ωの両端の電圧は、8×10=80 V となります。コイル側は6×10=60 V で、80²+60²=100² となり、電源電圧100 Vと合います。抵抗の電圧とコイルの電圧は位相が90度ずれているため、足しても100 Vにはなりません。
抵抗側の電圧が80 Vとなる肢が正解です。覚え方は、6・8・10 の直角三角形(3:4:5 の2倍)です。
ほかの選択肢の解説
- イ43:43 Vは、100×6÷(8+6)=42.9 の形で、抵抗とリアクタンスを単純に足して14 Ωとし、しかも6 Ω側の割合をとった値です。交流では直角三角形で合成するため、この考え方は誤りです。
- ロ57:57 Vは、100×8÷(8+6)=57.1 の形で、8 Ωと6 Ωを単純に足して14 Ωとした場合の値です。交流回路の合成は10 Ωになるので、抵抗の電圧は80 Vで、57 Vにはなりません。
- ハ60:60 Vは、コイル(リアクタンス6 Ω)の両端にかかる電圧で、6×10 A で求まる値です。この問が聞いているのは抵抗8 Ωの両端の電圧なので、別の部分の電圧を取り違えています。
出典:2019年度上期第二種電気工事士筆記試験 問4(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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