第三種電気主任技術者・2020年度・理論

2020年度 理論 問16(b)

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。

次に、直流電圧 450Vの電圧を測定するために、二つの直流電圧計の指示を最大目盛にして測定したい。そのためには、直流電圧計 (ア) に、抵抗 (イ) kΩを (ウ) に接続し、これに直流電圧計 (エ) を直列に接続する。このように接続して測定することで、各直流電圧計の指示を最大目盛にして測定をすることができる。
上記の記述中の空白箇所(ア)~(エ)に当てはまる組合せとして、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 2020年度 理論 問16(b)

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正答:(2)

要点

正解は(2)。450Vを測りつつ両方を最大目盛にするには、150V計側で余分な電流をバイパスします。150V計に並列抵抗を入れ、1.67mAを分流させるので抵抗値は90kΩです。

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正解は(2)です。
合計450Vを測定し、かつ両方を最大目盛(V1=150V_1=150V, V2=300V_2=300V)にしたい。
このとき V2V_2 には 1010 mA 流れるが、V1V_1 は 8.338.33 mA しか流せない。
直列回路で V2V_2 に 1010 mA 流すためには、V1V_1 の箇所で余分な電流(10−8.33=1.6710 - 8.33 = 1.67 mA)をバイパスする必要がある。
したがって、V1V_1 に並列に抵抗を接続する。
並列抵抗にかかる電圧は 150150 V、流れる電流は 1.671.67 mA(5/35/3 mA)。
抵抗値 Rp=150/(5/3×10−3)=90×103=90R_p = 150 / (5/3 \times 10^{-3}) = 90 \times 10^3 = 90 kΩ。
よって、V1V_1 に 90kΩ を並列に接続し、これに V2V_2 を直列にする。
以上より、選択肢(2)が正解です。

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