令和2年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前)(電気技術者試験センター)問1
電気に関する基礎理論
直流回路に関する問題
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図のような直流回路に流れる電流I[A]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。
![16 Vの直流電源(上向きに電流I[A]の矢印)から,上の線に2 Ωの抵抗を経た点と下の線の間に4 Ωの抵抗,さらに2 Ωの抵抗を経た点と下の線の間に4 Ωの抵抗,その先の右端で上の線と下の線の間に4 Ωの抵抗がある回路](/denko2/fig/2020r02sa-q001-1.png)
- イ1
- ロ2
- ハ4
- ニ8
答えと解説
✓ これが正解ハ4
解説
合成抵抗は4Ωなので、16÷4で4Aです。
直流回路の電流は、回路全体を1つにまとめた合成抵抗を求め、オームの法則(電流=電圧÷抵抗)で出します。同じ値の抵抗が2つ並列なら、合成抵抗は半分になります。直列は足し算です。
電源から遠い右側から順にまとめます。右端の4Ωと、その左の4Ωは並列なので2Ωです。これに直列の2Ωを足して4Ωになります。この4Ωが、さらに左の4Ωと並列なので2Ωとなり、電源側の直列2Ωと足すと全体で4Ωです。電流は16÷4=4 Aとなり、4 Aとする肢が正解です。確認として、電源側の直列2Ωには4 Aが流れ、その電圧降下は4×2=8 Vです。残りの16−8=8 Vが並列部分にかかり、辻褄が合います。
遠い側からたたんでいき、並列は同じ値なら半分、直列は足し算、と順に処理すれば迷いません。
ほかの選択肢の解説
- イ1:1 Aになるのは合成抵抗が16Ωのときで、これは抵抗2、2、4、4、4を全部足した値です。しかし4Ωの3本は並列につながっているので、足し合わせた16Ωにはなりません。
- ロ2:2 Aと答えるには合成抵抗が8Ωでなければなりませんが、右から順に直列と並列をまとめても8Ωにはなりません。実際の合成抵抗は4Ωで、電流もそれに合わせて大きくなります。
- ニ8:8 Aなら合成抵抗は2Ωですが、電源のすぐ先に直列の2Ωがあり、その先の並列部分も加わるので、2Ωより大きな値になります。8 Aも流れる回路ではありません。
出典:令和2年度下期第二種電気工事士筆記試験(午前) 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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