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【電験三種:理論】令和5年度下期 問7

電験三種令和5年度理論問7 令和5年度下期

難易度

直流回路の基本的な問題です。
スイッチを3つの状態に切り替えたときの条件から、各抵抗値を求める問題です。
各状態の回路を描いて抵抗値を求めれば簡単に求まります。

問題

図のように、抵抗、切替スイッチS及び電流計を接続した回路がある。
この回路に直流電圧100Vを加えた状態で、図のようにスイッチSを開いたとき電流計の指示値は2.0Aであった。
また、スイッチSを①側に閉じたとき電流計の指示値は2.5A、スイッチSを②側に閉じたとき電流計の指示値は5.0Aであった。
このとき、抵抗rの値[Ω]として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、電流計の内部抵抗は無視できるものとし、測定誤差はないものとする。

(1)20   (2)30   (3)40   (4)50   (5)60


答え

(5)

要点整理

直列抵抗と並列抵抗
直列抵抗時の合成抵抗をR_{ab1}とすると
R_{ab1}=R_1+R_2
です。

並列抵抗時の合成抵抗をR_{ab2}とすると
\displaystyle \frac{1}{R_{ab2}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}
\displaystyle R_{ab2}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}
です。

要点整理の適用

スイッチを②に接続した時の電流I_2=5.0Aから、
100=I_2R_1=5R_1
R_1=20Ω
スイッチを開いた時の電流I_0=2.0Aから、
100=I_0(R_1+R_2)=2(20+R_2)
R_2=30Ω
R_2rの並列抵抗をR’とすると、
\displaystyle R’=\frac{R_2r}{R_2+r}

スイッチを①に接続した時の電流I_1=2.5Aから、
100=I_1(R_1+R’)=2.5(20+R’)
R’=20Ω

\displaystyle R’=\frac{R_2r}{R_2+r}=\frac{30r}{30+r}=20Ω
r=60Ω

以上より、r=60[Ω]なので(5)が回答となります。

出典元

令和5年度第三種電気主任技術者試験 理論科目A問題下期問7

参考書

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