令和3年度上期第二種電気工事士筆記試験(午後)(電気技術者試験センター)問1
電気に関する基礎理論
消費電力に関する問題
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図のような回路で,8 Ωの抵抗での消費電力[W]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。

- イ200
- ロ800
- ハ1 200
- ニ2 000
答えと解説
✓ これが正解ロ800
解説
並列部12 Ωと8 Ωで20 Ω、電流10 A、8 Ωで800 W。
消費電力は P=I²×R(電流の2乗×抵抗)で求めます。そのために、まず回路全体に流れる電流を、合成抵抗とオームの法則(電流=電圧÷抵抗)から出します。
20 Ωと30 Ωの並列部分は、積÷和で 20×30÷(20+30)=600÷50=12 Ω です。これに8 Ωが直列につながるので、全体の抵抗は 12+8=20 Ω です。電流は 200÷20=10 A で、直列の8 Ωの抵抗にもそのまま10 Aが流れます。したがって8 Ωの抵抗の消費電力は 10²×8=100×8=800 W です。
電圧と電流をかけた 200×10=2 000 W は電源が出す電力で、回路全体の消費電力にあたります。8 Ω1個ぶんではありません。 覚え方は、まず合成抵抗、次に全電流、最後に求めたい抵抗だけで P=I²R、です。
ほかの選択肢の解説
- イ200:200 Wは、8 Ωの抵抗に10 Aが流れる回路の値としては小さすぎます。電流10 Aを2乗して8 Ωをかけるだけで800 Wになるので、この数値には届きません。
- ハ1 200:1 200 Wは、並列にした部分の合成抵抗12 Ωに10 Aが流れたときの電力(10²×12)にあたります。8 Ωの抵抗ではなく並列部分の消費電力なので、問われている値ではありません。
- ニ2 000:2 000 Wは、電源電圧200 Vに全電流10 Aをかけた値で、回路全体の消費電力です。並列部分の消費電力も含むため、8 Ωの抵抗1個ぶんの値より大きくなります。
出典:令和3年度上期第二種電気工事士筆記試験(午後) 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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