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第二種電気工事士の過去問 令和2年度下期 午前 一般問題 問1

問題

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図のような直流回路に流れる電流I[A]は。
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( 第二種 電気工事士試験 令和2年度下期 午前 一般問題 問1 )

この過去問の解説 (3件)

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電流を求めるために回路の右の方から、
合成抵抗を求めていきます

4Ωの並列回路なので 
  =(4×4)/ (4+4)
  =2
2Ωとなります。

次に、今求めた2Ωは真ん中上の2Ωと直列なので、
  =2+2
で4Ωとなります。

さらに、ここまで求めた4Ωと一番左の4Ωは
並列回路になるので初めの計算と同じで、
ここまでの合成抵抗は2Ωとなり、

最後に残った2Ωとは直列になるため、足し算し
回路全体の合成抵抗は4Ωとなります。

電源の電圧は16Vであるため、オームの法則により
 =16/4
 =4
で、答えは4Aになります
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正解は3です。

まず回路全体の合成抵抗を求めます。

抵抗の合成は、直列接続は加算、2つの並列接続は和分の積で求めることができます。

図の右端と中央にある2つの4Ωの抵抗は並列接続であるため、合成抵抗は(4×4)÷(4+4)=2Ωとなります。

この2Ωの合成抵抗と、図の中央上段にある2Ωの抵抗は直列接続であるため(2+2)=4Ωとなります。

この4Ωの合成抵抗と、図の左側にある4Ωの抵抗は並列接続であるため、合成抵抗は(4×4)÷(4+4)=2Ωとなります。

この2Ωの合成抵抗と、図の左側上段にある2Ωの抵抗は直列接続であるため、回路全体の合成抵抗は(2+2)=4Ωとなります。


電源電圧が16Vであり、合成抵抗が4Ωなので、オームの法則により電流は4A (=16÷4) と得られます。
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正解は3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>

◯電流回路の計算式であるオームの法則を理解している。

◯直列接続、並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。

・並列接続の合成抵抗の計算式=各抵抗の逆数を足し算し、最後にその数を逆数にする。

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。

まず並列接続の合成抵抗値を順番に計算します。

一番右の4Ωと4Ωの並列回路の合成抵抗=

1/4Ω+1/4Ω=1/2Ω

これを最後に逆数にすると、最初の並列接続の合成抵抗値は2Ωとなります。

次にこの2Ωと直列接続の2Ωを直列接続の合成抵抗=

2Ω+2Ω=4Ω

この4Ωと並列接続の4Ωの合成抵抗=

1/4Ω+1/4Ω=1/2Ω

これを最後に逆数にすると、並列接続の合成抵抗値は2Ωとなります。

この2Ωが並列接続の合成抵抗値です。

この2Ωと直列接続の2Ωの合成抵抗=回路全体の合成抵抗=2Ω+2Ω=4Ω

この合成抵抗値4Ωとこの回路の電源電圧16Vを使って、直流回路の計算式から回路の電流値を計算します。

16V/4Ω=4A

よって正解は3になります。

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