第三種電気主任技術者・2022年度 下期・理論

2022年度 下期 理論 問16(b)

最大目盛 50A、内部抵抗 0.8×10−3 0.8\times10^{-3} [Ω\Omega] の直流電流計 A1 A_{1} と最大目盛 100A、内部抵抗 0.32×10−3 0.32\times10^{-3} [Ω\Omega] の直流電流計 A2 A_{2} の二つの直流電流計がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、二つの直流電流計は直読式指示電気計器であるとし、固有誤差はないものとする。

小問(a)での接続を基にして、直流電流150Aの電流を測定するために、二つの直流電流計の指示を最大目盛にして測定したい。そのためには、直流電流計 A2 A_{2} に抵抗 R R [Ω\Omega]を直列に接続することで、各直流電流計の指示を最大目盛にして測定することができる。抵抗 R R の値 [Ω\Omega] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 下期 理論 問16(b)

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正答:(3)

要点

正解は(3)。150Aで2台が同時に最大目盛になるよう、A2側へ直列抵抗を追加します。両枝の電圧降下が等しい条件 I1r1=I2(r2+R)I_1r_1=I_2(r_2+R) が決め手です。

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全体電流150Aを測定する際、両方の計器が最大目盛を指示するようにしたい。
つまり、I1=50 I_{1} = 50 A、I2=100 I_{2} = 100 A となるように分流させたい。
並列回路の電圧降下は等しいので、
I1r1=I2(r2+R) I_{1} r_{1} = I_{2} (r_{2} + R)
値を代入する。
50×0.8×10−3=100×(0.32×10−3+R) 50 \times 0.8 \times 10^{-3} = 100 \times (0.32 \times 10^{-3} + R)
40×10−3=32×10−3+100R 40 \times 10^{-3} = 32 \times 10^{-3} + 100 R
100R=(40−32)×10−3=8×10−3 100 R = (40 - 32) \times 10^{-3} = 8 \times 10^{-3}
R=8×10−3100=8×10−5 [Ω] R = \dfrac{8 \times 10^{-3}}{100} = 8 \times 10^{-5} \text{ [\(\Omega\)]}

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