令和4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の直流電源から右へ,上の線に2 Ωの抵抗があり,その先の点と下の線の間に4 Ωの抵抗,さらに上の線に2 Ωの抵抗があり,その先の点と下の線の間に4 Ωの抵抗,右端に4 Ωの抵抗が接続された回路。電源から流れ出る電流をI[A]とする](/denko2/fig/2022r04sa-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4 Ω なので、電流は16÷4=4 A です。
電気回路の計算では、直列は抵抗を足し算し、同じ値の抵抗が2本並列なら半分になる、という合成抵抗の考え方と、オームの法則(電流=電圧÷抵抗)を使います。
回路は右端から順にまとめます。右端の4 Ωと、その手前の縦の4 Ωは並列なので、4×4÷(4+4)=2 Ω です。これに横向きの2 Ωが直列につながるので、合計は2+2=4 Ω です。次に、この4 Ωと左の縦の4 Ωが並列なので、再び2 Ωになります。さらに電源側の横向きの2 Ωを足すと、全体の合成抵抗は4 Ω です。
電源が16 V ですから、電流は I=16÷4=4 A です。1 A は全部の抵抗を直列として足した場合、8 A は並列部分だけを見た場合の値で、どちらも途中を飛ばした答えです。
覚え方は、右端から並列、直列、並列、直列の順にたたんでいく、です。
ほかの選択肢の解説
- イ1:1 A になるのは、全部の抵抗を2+2+4+4+4=16 Ω と足し算したときです。縦に並ぶ4 Ωは電流の通り道が分かれているので、足し算では合成できず、答えが小さくなりすぎます。
- ロ2:2 A なら全体の抵抗は16÷2=8 Ω のはずです。しかし並列と直列を順にまとめた合成抵抗は4 Ω で、8 Ω にはなりません。電流は半分の2 A ではなく、4 A が正しい値です。
- ニ8:8 A は全体が2 Ω のときの電流です。2 Ω は左側の並列部分だけの値で、電源につながる横向きの2 Ω を数え忘れた形になります。直列分を足した4 Ω が全体の抵抗です。
出典:令和4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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