問題
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図のような回路で、スイッチSを閉じたとき、a - b端子間の電圧[V]は。
1 .
30
2 .
40
3 .
50
4 .
60
( 第二種 電気工事士試験 平成31年度上期 一般問題 問1 )
正解は4です。
この問題は出題科目「電気の基礎理論」からの出題です。
この問題では下記の知識を求められています。
<必要知識>
◯オームの法則を理解している。
◯直列接続の合成抵抗値を計算出来る。
この必要知識に伴う計算式は下記です。
<必要計算式>
・オームの法則=電流=電圧/抵抗 or 電圧=電流×抵抗 or 抵抗=電圧/電流
・直列接続の合成抵抗の計算式=単純に足し算する。
それでは上記の必要知識及び計算式を使って問題を解いていきます。
・まず端子aと端子bは接続されていないため、端子aに繋がっている50Ωには電流は流れません。よってaーb端子間の電圧は端子aと端子bに抵抗の両端が接続されてる50Ωにかかる電圧になります。
・またこの状態でスイッチSを閉じると、スイッチSは無抵抗の経路になるため、電源のプラス極から送り出される電流はスイッチSの経路に流れ、次に端子aと端子bに両端が接続されている50Ωに流れた後、電源のマイナス極に直列接続された50Ωに流れて電源に戻ります。
従ってこの回路は2個の50Ωが直列接続された回路になり、各抵抗にかかる電圧は電源電圧120Vを均等分圧した60Vになります。
またオームの法則を使った計算式で計算すると、
電源電圧=120V
回路の合成抵抗=50Ω+50Ω=100Ω
回路に流れる電流=(120V/100Ω)A=1.2A
この電流が端子aと端子b間の50Ωに流れる時の電圧=50Ω×1.2A=60V
よって正解は4になります。