第三種電気主任技術者・2020年度・理論

2020年度 理論 問16(a)

最大目盛150V, 内部抵抗18kΩの直流電圧計 V1V_1 と最大目盛300V, 内部抵抗30kΩの直流電圧計 V2V_2 の二つの直流電圧計がある。ただし、二つの直流電圧計は直動式指示電気計器を使用し、固有誤差はないものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

二つの直流電圧計を直列に接続して使用したとき、測定できる電圧の最大の値[V]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 2020年度 理論 問16(a)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。直列接続時は2台の電圧計に同じ電流が流れるため、許容電流の小さい150V計に制限されます。全内部抵抗48kΩに 150/18kΩ の電流を流せるので、最大測定電圧は400Vです。

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各電圧計の許容電流を求める。
Imax1=150/18000≈8.33I_{max1} = 150 / 18000 \approx 8.33 mA
Imax2=300/30000=10I_{max2} = 300 / 30000 = 10 mA
直列接続時は電流が共通となるため、許容電流の小さい方(Imax1I_{max1})に制限される。
全体の内部抵抗 Rtotal=18+30=48R_{total} = 18 + 30 = 48 kΩ。
測定可能最大電圧 V=Imax1×Rtotal=(150/18)×48=400V = I_{max1} \times R_{total} = (150/18) \times 48 = 400 V。

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