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第二種電気工事士の過去問 平成25年度上期 一般問題 問1

問題

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図のような直流回路で、a-b間の電圧[V]は。
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( 第二種 電気工事士試験 平成25年度上期 問1 )

この過去問の解説 (4件)

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ポイントは電圧の流れている方向を考慮するところになり、図を見るとaからbへ100Vの電圧が流れている事がわかりますが、bからaへ流れている電圧がわかりません。

それが解れば電位差を求めるだけで答えが導き出せるので、各抵抗値ごとの電圧を計算する必要が出てきます。

それでは上の20Ωから順に計算して行くと・・

20/(20+30)×200=80V となり、
30/(20+30)×200=120V となることで、bからaに流れている電圧は120Vという事がわかるので・・

a→b が100V b→a が120V これらの電位差は20Vという事がわかるので、答えは「2」となります。
 

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電圧とは電流を流そうとする力です。

左下の電源が100Vの力で上に力をかけているので、枝分かれ部分より上と右側a→bへ100Vの流そうとする力が働き、上はさらに100Vの力が加わっているので、200Vの力で図の右側の抵抗へ電圧がかかります。

20Ωの抵抗を電流が越えていくために回路全体の50Ωのうち20Ω、すなわち200Vのうちの40%が使われ、残りのちから120Vが30Ωの抵抗およびb→aへとかかります。

よって左から右へ(a→b)100V、右から左へ(b→a)120Vの電位差20Vが問いの解答になります。

よって2が答えです。
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「2」が正答です。

100Vの電源が直列接続されている為、電源の合計電圧は200Vとなります。また30Ωの抵抗にかかる電圧を分圧の下記公式で求めます。

V = 電源電圧 × 電圧の求めたいところの抵抗 ÷ 直列接続されている抵抗の合計

V = 200 × 30 / (20+30) = 6000 / 50 = 120 V

a-b間の電圧は、30Ωにかかる電圧と電源電圧100Vとの差となるので、120V − 100V = 20V になります。

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オームの法則より、20Ωの負荷にかかる電圧が80V、30オームの負荷にかかる電圧が120Vとなります。
したがって、a→bで100V、b→aで120Vとなるため、120ー100=20V、よって「2」が正解となります。
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