令和4年度上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4
電気に関する基礎理論
抵抗に関する問題
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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/2022r04ka-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
抵抗8 Ωの両端の電圧は80 Vです。
交流の直列回路で、抵抗とコイルのリアクタンス(交流に対する流れにくさ)を合成する考え方で判断します。抵抗とリアクタンスは電流に対する働きの時間のずれが違うので、単純に足さず、直角三角形の辺として合成します。
合成した流れにくさ(インピーダンス)は √(8²+6²)=√100=10 Ω です。回路を流れる電流は 100 V÷10 Ω=10 A です。直列なので抵抗にも同じ10 Aが流れ、8 Ωの両端の電圧は 10 A×8 Ω=80 V になります。確認として、コイルの電圧は 10 A×6 Ω=60 V で、√(80²+60²)=100 V となり、電源電圧と一致します。
覚え方は、8・6・10 の直角三角形で、抵抗とリアクタンスは足さずに2乗して合成する、です。
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7.14 Aを求め、その電流に6 Ωを掛けたときの値です。コイル側の電圧であり、抵抗の両端の電圧ではありません。
- ロ57:57 Vは、8 Ωと6 Ωを14 Ωと足し算して電流約7.14 Aを求め、8 Ωを掛けたときの値です。交流では足し算でなく、2乗して合成する必要があります。
- ハ60:60 Vは、コイルの6 Ωに正しい電流10 Aを掛けた、コイル側の電圧です。問われているのは抵抗8 Ωの側の電圧なので、対象を取り違えた値です。
出典:令和4年度上期第二種電気工事士筆記試験(午前) 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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