2021年度 理論 問7
問題文
この問題の誤りを報告図のように、起電力 [V], 内部抵抗 [] の電池 個と可変抵抗 [] を直列に接続した回路がある。この回路において、可変抵抗 [] で消費される電力が最大になるようにその値 [] を調整した。このとき、回路に流れる電流 の値 [A] を表す式として、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 2021年度 理論 問7
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正答：(4)
要点
正解は(4)。n個直列の電池は起電力が nE、内部抵抗が nr になります。最大電力供給条件は負荷抵抗 R が内部抵抗 nr に等しいときで、そのときの電流は nE/(2nr)=E/(2r) です。
詳細解説を読む
電池が 個直列に接続されているため、電源全体の起電力は 、全内部抵抗は となる。
最大電力供給定理より、負荷抵抗 で消費される電力が最大になるのは、負荷抵抗が電源の内部抵抗と等しいとき、すなわち のときである。
このときの電流 は、
となる。