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第三種電気主任技術者・2023年度 下期・理論

2023年度 下期 理論 問5

電気計測・電子回路電気計測電子回路

問題文

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図に示す直流回路は、100V100 \mathrm{V} の直流電圧源に直流電流計を介して 10Ω10 \Omega の抵抗が接続され、50Ω50 \Omega の抵抗と抵抗 R[Ω]R \mathrm{[\Omega]} が接続されている。電流計は 5A5 \mathrm{A} を示している。抵抗 R[Ω]R \mathrm{[\Omega]} で消費される電力の値 [W]\mathrm{[W]} として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。なお、電流計の内部抵抗は無視できるものとする。

2023年度 下期 理論 問5の問題図1

出典：第三種電気主任技術者 2023年度 下期 理論 問5

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正答：(5)

要点

正解は(5)。電流計の5Aから10Ω抵抗の電圧降下を先に求め、残りの50Vが並列部分にかかると見る直流回路の問題です。50Ω枝の電流を引いて、抵抗Rの電流と消費電力へつなげることが要点です。

詳細解説を読む

この問題では、全電流が5Aであることから直列の10Ω抵抗で落ちる電圧を求め、並列部分の端子電圧を確定させます。

  1. 全電流が 5A5 \mathrm{A} なので、10Ω10 \Omega の抵抗での電圧降下は 10×5=50V10 \times 5 = 50 \mathrm{V} です。
  2. 並列部分（RR と 50Ω50 \Omega）にかかる電圧は 100−50=50V100 - 50 = 50 \mathrm{V} です。
  3. 50Ω50 \Omega の抵抗に流れる電流は 50V/50Ω=1A50 \mathrm{V} / 50 \Omega = 1 \mathrm{A} です。
  4. キルヒホッフの電流則より、抵抗 RR に流れる電流は 5A−1A=4A5 \mathrm{A} - 1 \mathrm{A} = 4 \mathrm{A} です。
  5. 抵抗 RR での消費電力 PP は P=VI=50V×4A=200WP = V I = 50 \mathrm{V} \times 4 \mathrm{A} = 200 \mathrm{W} です。
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