第三種電気主任技術者・2017年度・理論
2017年度 理論 問10
図のように、電圧 E[V] の直流電源に、開いた状態のスイッチS、R1[Ω] の抵抗、R2[Ω] の抵抗及び電流が0Aのコイル(インダクタンス L[H])を接続した回路がある。次の文章は、この回路に関する記述である。
- スイッチSを閉じた瞬間(時刻 t=0s)に R1[Ω] の抵抗に流れる電流は、 (ア) [A] となる。
- スイッチSを閉じて回路が定常状態とみなせるとき、R1[Ω] の抵抗に流れる電流は、 (イ) [A] となる。
上記の記述中の空白箇所(ア)及び(イ)に当てはまる式の組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
出典:第三種電気主任技術者 2017年度 理論 問10
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正答:(1)
要点
正解は(1)。正解の組み合わせは、(ア) R1+R2E、(イ) R1E です。これは選択肢(1)です。
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正解は(1)です。
回路図は、電源 E にスイッチSがつながり、その後に R1 が直列に入っている。
その R1 の後で、R2 の枝とコイル L の枝が並列になっているように見えます。
あるいは、R1 と R2 が直列で、R2 に L が並列?
図を確認します。
電源 -> スイッチS -> 抵抗R1 -> 分岐点。
分岐点から下へR2。分岐点から右へコイルL。
これらが合流して電源に戻る。
つまり、R1 と、並列回路(R2//L)が直列に接続されています。
スイッチ投入直後 (t=0):
コイルには電流が流れていないため、急激な電流変化を妨げる働きにより、投入直後は開放(断線)状態とみなせます。
したがって、電流はコイルの方には流れず、すべて R2 の方を流れます。
回路は R1 と R2 の直列回路となります。
よって、電流 I(0)=R1+R2E。
定常状態 (t→∞):
コイルの過渡現象が終わり、直流電流に対してはコイルは短絡(抵抗0の導線)とみなせます。
すると、R2 は短絡されるため、電流はすべて抵抗のないコイル側を流れます(R2 には流れない)。
回路は R1 と短絡路のみとなるため、実質的に R1 だけの回路です。
よって、電流 I(∞)=R1E。
正解の組み合わせは、(ア) R1+R2E、(イ) R1E です。
これは選択肢(1)です。